WO2022124071A1 - Bidirectional chopper circuit - Google Patents

Bidirectional chopper circuit Download PDF

Info

Publication number
WO2022124071A1
WO2022124071A1 PCT/JP2021/042963 JP2021042963W WO2022124071A1 WO 2022124071 A1 WO2022124071 A1 WO 2022124071A1 JP 2021042963 W JP2021042963 W JP 2021042963W WO 2022124071 A1 WO2022124071 A1 WO 2022124071A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
input
output terminal
semiconductor switch
terminal
circuit
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/042963
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
剛平 塚本
亮二 松井
繁之 稲垣
康弘 新井
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Publication of WO2022124071A1 publication Critical patent/WO2022124071A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Abstract

According to the present invention, reliability is improved. A bidirectional chopper circuit 10 comprises: an inductor 3; a switching circuit 1; and a switching circuit 2. The switching circuit 1 includes a series circuit of a semiconductor switching element Q1 and a first diode D1, and a second diode D2. The second diode D2 is connected in parallel to the semiconductor switching element Q1 and is connected in series to the first diode D1. A first terminal 31 of the inductor 3 is connected between the semiconductor switching element Q1 and the first diode D1. The switching circuit 2 includes a first switching unit 21 and a second switching unit 22. The first switching unit 21 exclusively connects a third input/output terminal T3 to a first input/output terminal T1 and a second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22 exclusively connects a fourth input/output terminal T4 to a second input/output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3.

Description

双方向チョッパ回路Bidirectional chopper circuit
　本開示は、双方向チョッパ回路に関し、より詳細には、インダクタを備える双方向チョッパ回路に関する。 The present disclosure relates to a bidirectional chopper circuit, and more particularly to a bidirectional chopper circuit including an inductor.
　特許文献１は、第１平滑コンデンサ（第１キャパシタ）と、第１スイッチング素子と、第２スイッチング素子と、第１フリーホイールイングダイオードと、第２フリーホイールイングダイオードと、リアクトル（インダクタ）と、第２平滑コンデンサ（第２キャパシタ）と、を備える双方向チョッパ回路を開示している。 Patent Document 1 describes a first smoothing capacitor (first capacitor), a first switching element, a second switching element, a first freewheeling diode, a second freewheeling diode, a reactor (inductor), and the like. A bidirectional chopper circuit including a second smoothing capacitor (second capacitor) is disclosed.
　特許文献１に開示された双方向チョッパ回路では、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との直列回路が、第１平滑コンデンサの両端間に接続されている。第１フリーホイールイングダイオードは、第１スイッチング素子に並列接続されている。第２フリーホイールイングダイオードは、第２スイッチング素子に並列接続されている。リアクトルは、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子との接続点に接続されている。第２平滑コンデンサは、リアクトルを介して第２スイッチング素子の両端間に接続されている。 In the bidirectional chopper circuit disclosed in Patent Document 1, a series circuit of the first switching element and the second switching element is connected between both ends of the first smoothing capacitor. The first freewheeling diode is connected in parallel to the first switching element. The second freewheeling diode is connected in parallel to the second switching element. The reactor is connected to the connection point between the first switching element and the second switching element. The second smoothing capacitor is connected between both ends of the second switching element via a reactor.
　上述の双方向チョッパ回路では、昇圧時には、第１スイッチング素子が常にオフされ、第２スイッチング素子が高周波でオン／オフされる。これにより、双方向チョッパ回路は、昇圧チョッパ回路として機能する。 In the above-mentioned bidirectional chopper circuit, the first switching element is always turned off and the second switching element is turned on / off at a high frequency at the time of boosting. As a result, the bidirectional chopper circuit functions as a step-up chopper circuit.
　また、上述の双方向チョッパ回路では、降圧時には、第２スイッチング素子が常にオフされ、第１スイッチング素子が高周波でオン／オフされる。これにより、双方向チョッパ回路は、降圧チョッパ回路として機能する。 Further, in the above-mentioned bidirectional chopper circuit, the second switching element is always turned off and the first switching element is turned on / off at a high frequency at the time of step-down. As a result, the bidirectional chopper circuit functions as a step-down chopper circuit.
　特許文献１に開示された双方向チョッパ回路では、スイッチング動作時において、例えば、第２スイッチング素子がターンオフするときに第２フリーホイーリングダイオードを流れるリカバリー電流が発生する。上述の双方向チョッパ回路では、リカバリー電流が発生しているときに第１スイッチング素子がターンオンすると、第１平滑コンデンサ（第１キャパシタ）の両端間において、第１スイッチング素子を含むアーム（上アーム）と第２スイッチング素子を含むアーム（下アーム）とが短絡するアーム短絡（上下アーム短絡）が発生し、故障リスクが高まる可能性がある。 In the bidirectional chopper circuit disclosed in Patent Document 1, a recovery current flowing through the second freewheeling diode is generated during switching operation, for example, when the second switching element is turned off. In the above-mentioned bidirectional chopper circuit, when the first switching element is turned on while a recovery current is generated, an arm (upper arm) including the first switching element is provided between both ends of the first smoothing capacitor (first capacitor). An arm short circuit (upper and lower arm short circuit) occurs in which the arm (lower arm) including the second switching element is short-circuited, which may increase the risk of failure.
特開２００１－２２４１６４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-224164
　本開示の目的は、信頼性の向上を図ることが可能な双方向チョッパ回路を提供することにある。 The purpose of the present disclosure is to provide a bidirectional chopper circuit capable of improving reliability.
　本開示に係る一態様の双方向チョッパ回路は、第１入出力端子、第２入出力端子、第３入出力端子及び第４入出力端子と、第１蓄積回路と、第２蓄積回路と、スイッチング回路と、インダクタと、切替回路と、を備える。前記第１蓄積回路は、前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に接続されている。前記第１蓄積回路は、少なくとも１つの第１キャパシタを有する。前記第２蓄積回路は、前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に接続されている。前記第２蓄積回路は、少なくとも１つの第２キャパシタを有する。前記スイッチング回路は、前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に接続されている。前記インダクタは、第１端子及び第２端子を有する。前記スイッチング回路は、半導体スイッチング素子と第１ダイオードとの直列回路と、第２ダイオードと、を有する。前記半導体スイッチング素子と前記第１ダイオードとの前記直列回路は、前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に接続されている。前記第２ダイオードは、前記半導体スイッチング素子に並列接続されており、前記第１ダイオードに直列接続されている。前記インダクタの前記第１端子は、前記半導体スイッチング素子と前記第１ダイオードとの間に接続されている。前記切替回路は、第１切替部と、第２切替部と、を含む。前記第１切替部は、前記第１入出力端子と前記インダクタの前記第２端子との間に接続されている。前記第１切替部は、前記第３入出力端子を前記第１入出力端子と前記インダクタの前記第２端子とに排他的に接続する。前記第２切替部は、前記第２入出力端子と前記インダクタの前記第２端子との間に接続されている。前記第２切替部は、前記第４入出力端子を前記第２入出力端子と前記インダクタの前記第２端子とに排他的に接続する。 One aspect of the bidirectional chopper circuit according to the present disclosure includes a first input / output terminal, a second input / output terminal, a third input / output terminal, a fourth input / output terminal, a first storage circuit, a second storage circuit, and the like. It includes a switching circuit, an inductor, and a switching circuit. The first storage circuit is connected between the first input / output terminal and the second input / output terminal. The first storage circuit has at least one first capacitor. The second storage circuit is connected between the third input / output terminal and the fourth input / output terminal. The second storage circuit has at least one second capacitor. The switching circuit is connected between the first input / output terminal and the second input / output terminal. The inductor has a first terminal and a second terminal. The switching circuit includes a series circuit of a semiconductor switching element and a first diode, and a second diode. The series circuit of the semiconductor switching element and the first diode is connected between the first input / output terminal and the second input / output terminal. The second diode is connected in parallel to the semiconductor switching element and is connected in series to the first diode. The first terminal of the inductor is connected between the semiconductor switching element and the first diode. The switching circuit includes a first switching unit and a second switching unit. The first switching unit is connected between the first input / output terminal and the second terminal of the inductor. The first switching unit exclusively connects the third input / output terminal to the first input / output terminal and the second terminal of the inductor. The second switching unit is connected between the second input / output terminal and the second terminal of the inductor. The second switching unit exclusively connects the fourth input / output terminal to the second input / output terminal and the second terminal of the inductor.
図１は、実施形態１に係る双方向チョッパ回路の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a bidirectional chopper circuit according to the first embodiment. 図２Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図２Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 2A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 2B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図３Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図３Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 3A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 3B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図４は、実施形態２に係る双方向チョッパ回路の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of the bidirectional chopper circuit according to the second embodiment. 図５Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図５Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 5A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 5B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図６Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図６Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 6A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 6B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図７は、実施形態３に係る双方向チョッパ回路の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of the bidirectional chopper circuit according to the third embodiment. 図８Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図８Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 8A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 8B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of step-down operation with respect to the same bidirectional chopper circuit. 図９Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図９Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 9A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 9B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図１０は、実施形態４に係る双方向チョッパ回路の回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram of the bidirectional chopper circuit according to the fourth embodiment. 図１１Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図１１Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 11A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 11B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図１２Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図１２Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 12A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 12B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図１３は、実施形態５に係る双方向チョッパ回路の回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram of the bidirectional chopper circuit according to the fifth embodiment. 図１４は、実施形態６に係る双方向チョッパ回路の回路図である。FIG. 14 is a circuit diagram of the bidirectional chopper circuit according to the sixth embodiment. 図１５Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図１５Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 15A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 15B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of step-down operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図１６Ａは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオンのときの電流経路の説明図である。図１６Ｂは、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合において半導体スイッチング素子がオフのときの電流経路の説明図である。FIG. 16A is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is on in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. FIG. 16B is an explanatory diagram of a current path when the semiconductor switching element is off in the case of boosting operation with respect to the bidirectional chopper circuit of the same. 図１７は、実施形態７に係る双方向チョッパ回路に関し、降圧動作の場合の回路図である。FIG. 17 is a circuit diagram of the bidirectional chopper circuit according to the seventh embodiment in the case of step-down operation. 図１８は、同上の双方向チョッパ回路に関し、昇圧動作の場合の回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram of the bidirectional chopper circuit of the same as above in the case of boosting operation.
　（実施形態１）
　以下では、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０について、図１、２Ａ、２Ｂ、３Ａ及び３Ｂに基づいて説明する。 (Embodiment 1)
Hereinafter, the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2A, 2B, 3A, and 3B.
　（１．１）双方向チョッパ回路の全体構成
　双方向チョッパ回路１０は、インダクタ３とチョッパ用の半導体スイッチング素子Ｑ１とを利用して、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との対と、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との対と、の間の双方向において電圧変換が可能な双方向ＤＣ－ＤＣコンバータである。双方向チョッパ回路１０は、例えば、パワーコンディショナに適用することができる。 (1.1) Overall Configuration of Bidirectional Chopper Circuit The bidirectional chopper circuit 10 uses an inductor 3 and a semiconductor switching element Q1 for a chopper to form a first input / output terminal T1 and a second input / output terminal T2. It is a bidirectional DC-DC converter capable of voltage conversion in both directions between a pair and a pair between a third input / output terminal T3 and a fourth input / output terminal T4. The bidirectional chopper circuit 10 can be applied to, for example, a power conditioner.
　双方向チョッパ回路１０は、第１入出力端子Ｔ１、第２入出力端子Ｔ２、第３入出力端子Ｔ３及び第４入出力端子Ｔ４と、第１蓄積回路１１と、第２蓄積回路１２と、インダクタ３と、スイッチング回路１と、切替回路２と、を備える。第１蓄積回路１１は、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に接続されている。第１蓄積回路１１は、第１キャパシタＣ１を有する。第２蓄積回路１２は、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に接続されている。第２蓄積回路１２は、第２キャパシタＣ２を有する。インダクタ３は、第１端子３１及び第２端子３２を有する。スイッチング回路１は、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に接続されている。スイッチング回路１は、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１との直列回路と、第２ダイオードＤ２と、を有する。第２ダイオードＤ２は、半導体スイッチング素子Ｑ１に並列接続されており、第１ダイオードＤ１に直列接続されている。インダクタ３の第１端子３１は、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１との間に接続されている。切替回路２は、第１切替部２１と、第２切替部２２と、を含む。第１切替部２１は、第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第１切替部２１は、第１半導体スイッチＳＷ１と、第２半導体スイッチＳＷ２と、を有する。第２切替部２２は、第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第２切替部２２は、第３半導体スイッチＳＷ３と、第４半導体スイッチＳＷ４と、を有する。 The bidirectional chopper circuit 10 includes a first input / output terminal T1, a second input / output terminal T2, a third input / output terminal T3 and a fourth input / output terminal T4, a first storage circuit 11, and a second storage circuit 12. It includes an inductor 3, a switching circuit 1, and a switching circuit 2. The first storage circuit 11 is connected between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2. The first storage circuit 11 has a first capacitor C1. The second storage circuit 12 is connected between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4. The second storage circuit 12 has a second capacitor C2. The inductor 3 has a first terminal 31 and a second terminal 32. The switching circuit 1 is connected between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2. The switching circuit 1 includes a series circuit of the semiconductor switching element Q1 and the first diode D1 and a second diode D2. The second diode D2 is connected in parallel to the semiconductor switching element Q1 and is connected in series to the first diode D1. The first terminal 31 of the inductor 3 is connected between the semiconductor switching element Q1 and the first diode D1. The switching circuit 2 includes a first switching unit 21 and a second switching unit 22. The first switching unit 21 is connected between the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. The first switching unit 21 has a first semiconductor switch SW1 and a second semiconductor switch SW2. The second switching unit 22 is connected between the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22 has a third semiconductor switch SW3 and a fourth semiconductor switch SW4.
　双方向チョッパ回路１０は、降圧動作（降圧チョッパ動作）と、昇圧動作（昇圧チョッパ動作）と、が可能である。双方向チョッパ回路１０では、降圧動作する場合と昇圧動作する場合とで、第１切替部２１の状態が異なり、かつ、第２切替部２２の状態が異なる。双方向チョッパ回路１０は、降圧動作の場合、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に入力される第１入力電圧Ｖｉｎ１（図２Ａ及び２Ｂ参照）を電圧変換して、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に出力する。また、双方向チョッパ回路１０は、昇圧動作の場合、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に入力される第２入力電圧Ｖｉｎ２（図３Ａ及び３Ｂ参照）を電圧変換して、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に出力する。 The bidirectional chopper circuit 10 is capable of step-down operation (step-down chopper operation) and step-up operation (step-up chopper operation). In the bidirectional chopper circuit 10, the state of the first switching unit 21 is different and the state of the second switching unit 22 is different depending on whether the step-down operation is performed or the step-up operation is performed. In the case of step-down operation, the bidirectional chopper circuit 10 converts the first input voltage Vin1 (see FIGS. 2A and 2B) input between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2 into a voltage. Output is performed between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4. Further, in the case of boosting operation, the bidirectional chopper circuit 10 converts the second input voltage Vin2 (see FIGS. 3A and 3B) input between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4 into a voltage. Therefore, output is performed between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2.
　また、双方向チョッパ回路１０は、駆動回路４と、第１制御部５と、４つの駆動回路６１～６４と、第２制御部７と、を更に備える。駆動回路４は、半導体スイッチング素子Ｑ１を駆動する。第１制御部５は、駆動回路４を制御する。駆動回路６１は、第１半導体スイッチＳＷ１を駆動する。駆動回路６２は、第２半導体スイッチＳＷ２を駆動する。駆動回路６３は、第３半導体スイッチＳＷ３を駆動する。駆動回路６４は、第４半導体スイッチＳＷ４を駆動する。第２制御部７は、切替回路２を制御する。第２制御部７は、４つの駆動回路６１～６４を制御することによって切替回路２を制御する。 Further, the bidirectional chopper circuit 10 further includes a drive circuit 4, a first control unit 5, four drive circuits 61 to 64, and a second control unit 7. The drive circuit 4 drives the semiconductor switching element Q1. The first control unit 5 controls the drive circuit 4. The drive circuit 61 drives the first semiconductor switch SW1. The drive circuit 62 drives the second semiconductor switch SW2. The drive circuit 63 drives the third semiconductor switch SW3. The drive circuit 64 drives the fourth semiconductor switch SW4. The second control unit 7 controls the switching circuit 2. The second control unit 7 controls the switching circuit 2 by controlling the four drive circuits 61 to 64.
　（１．２）双方向チョッパ回路の詳細
　第１蓄積回路１１は、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に接続されている第１キャパシタＣ１を有する。第１キャパシタＣ１は、例えば、電解コンデンサである。 (1.2) Details of Bidirectional Chopper Circuit The first storage circuit 11 has a first capacitor C1 connected between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2. The first capacitor C1 is, for example, an electrolytic capacitor.
　第２蓄積回路１２は、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に接続されている第２キャパシタＣ２を有する。第２キャパシタＣ２は、例えば、電解コンデンサである。 The second storage circuit 12 has a second capacitor C2 connected between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4. The second capacitor C2 is, for example, an electrolytic capacitor.
　インダクタ３は、第１端子３１及び第２端子３２を有する。インダクタ３は、リアクトルである。 The inductor 3 has a first terminal 31 and a second terminal 32. The inductor 3 is a reactor.
　スイッチング回路１は、半導体スイッチング素子Ｑ１と、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、を含む。 The switching circuit 1 includes a semiconductor switching element Q1, a first diode D1, and a second diode D2.
　半導体スイッチング素子Ｑ１は、制御端子、第１主端子及び第２主端子を有する。半導体スイッチング素子Ｑ１の制御端子は、半導体スイッチング素子Ｑ１を駆動する駆動回路４に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１は、駆動回路４から与えられる制御電圧に応じてオン、オフされる。半導体スイッチング素子Ｑ１の第１主端子は、第１ダイオードＤ１を介して第１入出力端子Ｔ１に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１の第２主端子は、第２入出力端子Ｔ２に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor）である。より詳細には、半導体スイッチング素子Ｑ１は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。ここで、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴは、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである。半導体スイッチング素子Ｑ１では、制御端子、第１主端子及び第２主端子が、それぞれ、ゲート端子、ドレイン端子及びソース端子である。 The semiconductor switching element Q1 has a control terminal, a first main terminal and a second main terminal. The control terminal of the semiconductor switching element Q1 is connected to the drive circuit 4 that drives the semiconductor switching element Q1. The semiconductor switching element Q1 is turned on and off according to the control voltage given by the drive circuit 4. The first main terminal of the semiconductor switching element Q1 is connected to the first input / output terminal T1 via the first diode D1. The second main terminal of the semiconductor switching element Q1 is connected to the second input / output terminal T2. The semiconductor switching element Q1 is, for example, a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor). More specifically, the semiconductor switching element Q1 is an n-channel MOSFET. Here, the n-channel MOSFET is a normally-off type Si-based MOSFET. In the semiconductor switching element Q1, the control terminal, the first main terminal, and the second main terminal are a gate terminal, a drain terminal, and a source terminal, respectively.
　第１ダイオードＤ１は、アノード及びカソードを有する。第１ダイオードＤ１のアノードは、半導体スイッチング素子Ｑ１（の第１主端子）に接続されている。第１ダイオードＤ１のカソードは、第１入出力端子Ｔ１に接続されている。第１ダイオードＤ１は、例えば、Ｓｉダイオードである。 The first diode D1 has an anode and a cathode. The anode of the first diode D1 is connected to (the first main terminal) of the semiconductor switching element Q1. The cathode of the first diode D1 is connected to the first input / output terminal T1. The first diode D1 is, for example, a Si diode.
　第２ダイオードＤ２は、半導体スイッチング素子Ｑ１に並列接続されており、第１ダイオードＤ１に直列接続されている。第２ダイオードＤ２は、アノード及びカソードを有する。第２ダイオードＤ２のアノードは、半導体スイッチング素子Ｑ１の第２主端子（ソース端子）に接続されている。第２ダイオードＤ２のカソードは、半導体スイッチング素子Ｑ１の第１主端子（ドレイン端子）に接続されている。したがって、第２ダイオードＤ２のアノードは、第２入出力端子Ｔ２に接続されている。また、第２ダイオードＤ２のカソードは、第１ダイオードＤ１のアノードに接続されている。第２ダイオードＤ２は、半導体スイッチング素子Ｑ１を構成するｎチャネルＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードである。 The second diode D2 is connected in parallel to the semiconductor switching element Q1 and is connected in series to the first diode D1. The second diode D2 has an anode and a cathode. The anode of the second diode D2 is connected to the second main terminal (source terminal) of the semiconductor switching element Q1. The cathode of the second diode D2 is connected to the first main terminal (drain terminal) of the semiconductor switching element Q1. Therefore, the anode of the second diode D2 is connected to the second input / output terminal T2. Further, the cathode of the second diode D2 is connected to the anode of the first diode D1. The second diode D2 is a parasitic diode of the n-channel MOSFET constituting the semiconductor switching element Q1.
　切替回路２は、第１切替部２１と、第２切替部２２と、を含む。切替回路２では、第１切替部２１と第２切替部２２とが直列接続されている。 The switching circuit 2 includes a first switching unit 21 and a second switching unit 22. In the switching circuit 2, the first switching unit 21 and the second switching unit 22 are connected in series.
　第１切替部２１は、第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第１切替部２１は、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第１切替部２１において、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ第１ダイオードＤ１を介さずに電気的に接続することを意味する。 The first switching unit 21 is connected between the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. The first switching unit 21 exclusively connects the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the third input / output terminal T3 is first input in the first switching unit 21. The third input / output terminal T3 is connected only to one of the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. 1 It means that it is electrically connected without going through the diode D1.
　第１切替部２１は、第１入出力端子Ｔ１に接続されている第１半導体スイッチＳＷ１と、第１半導体スイッチＳＷ１とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている第２半導体スイッチＳＷ２と、を有する。第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１と第２半導体スイッチＳＷ２との接続点Ｎ１に第３入出力端子Ｔ３が接続されている。第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々は、例えば、ノーマリオフ型のＭＯＳＦＥＴである。ここにおいて、第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々は、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである。 The first switching unit 21 is a second semiconductor switch connected between the first semiconductor switch SW1 connected to the first input / output terminal T1 and the first semiconductor switch SW1 and the second terminal 32 of the inductor 3. It has SW2 and. In the first switching unit 21, the third input / output terminal T3 is connected to the connection point N1 between the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2. Each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 is, for example, a normally-off type MOSFET. Here, each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 is a normally-off type Si-based MOSFET.
　第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々は、制御端子（ゲート端子）、第１主端子（ドレイン端子）及び第２主端子（ソース端子）を有する。第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１の第１主端子が第１入出力端子Ｔ１に接続され、第１半導体スイッチＳＷ１の第２主端子が第２半導体スイッチＳＷ２の第１主端子に接続され、第２半導体スイッチＳＷ２の第２主端子がインダクタ３の第２端子３２に接続されている。したがって、第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１の第２主端子及び第２半導体スイッチＳＷ２の第１主端子が、第３入出力端子Ｔ３に接続されている。 Each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 has a control terminal (gate terminal), a first main terminal (drain terminal), and a second main terminal (source terminal). In the first switching unit 21, the first main terminal of the first semiconductor switch SW1 is connected to the first input / output terminal T1, and the second main terminal of the first semiconductor switch SW1 is connected to the first main terminal of the second semiconductor switch SW2. The second main terminal of the second semiconductor switch SW2 is connected to the second terminal 32 of the inductor 3. Therefore, in the first switching unit 21, the second main terminal of the first semiconductor switch SW1 and the first main terminal of the second semiconductor switch SW2 are connected to the third input / output terminal T3.
　第２切替部２２は、第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第２切替部２２は、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第２切替部２２において、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ半導体スイッチング素子Ｑ１及び第２ダイオードＤ２を介さずに電気的に接続することを意味する。 The second switching unit 22 is connected between the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22 exclusively connects the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the fourth input / output terminal T4 is secondly input in the second switching unit 22. The fourth input / output terminal T4 is connected only to one of the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. It means that they are electrically connected without the switching element Q1 and the second diode D2.
　第２切替部２２は、インダクタ３の第２端子３２に接続されている第３半導体スイッチＳＷ３と、第３半導体スイッチＳＷ３と第２入出力端子Ｔ２との間に接続されている第４半導体スイッチＳＷ４と、を有する。第２切替部２２では、第３半導体スイッチＳＷ３と第４半導体スイッチＳＷ４との接続点Ｎ２に第４入出力端子Ｔ４が接続されている。第３半導体スイッチＳＷ３及び第４半導体スイッチＳＷ４の各々は、例えば、ノーマリオフ型のＭＯＳＦＥＴである。ここにおいて、第３半導体スイッチＳＷ３及び第４半導体スイッチＳＷ４の各々は、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである。 The second switching unit 22 is a third semiconductor switch SW3 connected to the second terminal 32 of the inductor 3, and a fourth semiconductor switch connected between the third semiconductor switch SW3 and the second input / output terminal T2. It has SW4 and. In the second switching unit 22, the fourth input / output terminal T4 is connected to the connection point N2 between the third semiconductor switch SW3 and the fourth semiconductor switch SW4. Each of the third semiconductor switch SW3 and the fourth semiconductor switch SW4 is, for example, a normally-off type MOSFET. Here, each of the third semiconductor switch SW3 and the fourth semiconductor switch SW4 is a normally-off type Si-based MOSFET.
　第３半導体スイッチＳＷ３及び第４半導体スイッチＳＷ４の各々は、制御端子（ゲート端子）、第１主端子（ドレイン端子）及び第２主端子（ソース端子）を有する。第２切替部２２では、第３半導体スイッチＳＷ３の第１主端子がインダクタ３の第２端子３２に接続され、第３半導体スイッチＳＷ３の第２主端子が第４半導体スイッチＳＷ４の第１主端子に接続され、第４半導体スイッチＳＷ４の第２主端子が第２入出力端子Ｔ２に接続されている。したがって、第２切替部２２では、第３半導体スイッチＳＷ３の第２主端子及び第４半導体スイッチＳＷ４の第１主端子が、第４入出力端子Ｔ４に接続されている。 Each of the third semiconductor switch SW3 and the fourth semiconductor switch SW4 has a control terminal (gate terminal), a first main terminal (drain terminal), and a second main terminal (source terminal). In the second switching unit 22, the first main terminal of the third semiconductor switch SW3 is connected to the second terminal 32 of the inductor 3, and the second main terminal of the third semiconductor switch SW3 is the first main terminal of the fourth semiconductor switch SW4. The second main terminal of the fourth semiconductor switch SW4 is connected to the second input / output terminal T2. Therefore, in the second switching unit 22, the second main terminal of the third semiconductor switch SW3 and the first main terminal of the fourth semiconductor switch SW4 are connected to the fourth input / output terminal T4.
　駆動回路４は、半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが繰り返されるように半導体スイッチング素子Ｑ１を駆動する。駆動回路４は、半導体スイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート端子）と第２主端子（ソース端子）との間に接続されている。駆動回路４は、半導体スイッチング素子Ｑ１に制御電圧（ゲート電圧）を与える回路である。制御電圧は、半導体スイッチング素子Ｑ１の制御端子と第２主端子との間に印加される電圧である。制御電圧は、半導体スイッチング素子Ｑ１の閾値電圧（ゲート閾値電圧）よりも高い第１電圧値と閾値電圧よりも低い第２電圧値との間で電圧レベルが交互に変化する電圧である。制御電圧の周波数は、例えば、１００ｋＨｚ～３００ｋＨｚである。制御電圧の１周期（第１電圧値の期間と第２電圧値との期間との和）に対する第１電圧値の期間の比で規定されるデューティは、例えば、０．１～０．９であるが、これに限らない。駆動回路４は、非絶縁型のゲート駆動回路である。駆動回路４は、例えば、第１制御部５からの制御信号により制御される。駆動回路４は、第１制御部５からの制御信号に基づく制御電圧を出力する。駆動回路４は、電源を含まないが、電源を含んでいてもよい。 The drive circuit 4 drives the semiconductor switching element Q1 so that the semiconductor switching element Q1 is repeatedly turned on and off. The drive circuit 4 is connected between the control terminal (gate terminal) and the second main terminal (source terminal) of the semiconductor switching element Q1. The drive circuit 4 is a circuit that applies a control voltage (gate voltage) to the semiconductor switching element Q1. The control voltage is a voltage applied between the control terminal of the semiconductor switching element Q1 and the second main terminal. The control voltage is a voltage at which the voltage level changes alternately between the first voltage value higher than the threshold voltage (gate threshold voltage) of the semiconductor switching element Q1 and the second voltage value lower than the threshold voltage. The frequency of the control voltage is, for example, 100 kHz to 300 kHz. The duty defined by the ratio of the period of the first voltage value to one cycle of the control voltage (the sum of the period of the first voltage value and the period of the second voltage value) is, for example, 0.1 to 0.9. There is, but it is not limited to this. The drive circuit 4 is a non-isolated gate drive circuit. The drive circuit 4 is controlled by, for example, a control signal from the first control unit 5. The drive circuit 4 outputs a control voltage based on a control signal from the first control unit 5. The drive circuit 4 does not include a power supply, but may include a power supply.
　第１制御部５は、駆動回路４を制御する。第１制御部５は、駆動回路４に半導体スイッチング素子Ｑ１を高周波でオン、オフさせるための制御信号を駆動回路４へ出力する。 The first control unit 5 controls the drive circuit 4. The first control unit 5 outputs a control signal for turning on / off the semiconductor switching element Q1 to the drive circuit 4 at a high frequency to the drive circuit 4.
　第２制御部７は、切替回路２を制御する。より詳細には、第２制御部７は、切替回路２の第１半導体スイッチＳＷ１、第２半導体スイッチＳＷ２、第３半導体スイッチＳＷ３及び第４半導体スイッチＳＷ４の各々をオン状態又はオフ状態に制御する。ここにおいて、第２制御部７は、駆動回路６１を制御することによって第１半導体スイッチＳＷ１をオン状態又はオフ状態に制御する。また、第２制御部７は、駆動回路６２を制御することによって第２半導体スイッチＳＷ２をオン状態又はオフ状態に制御する。また、第２制御部７は、駆動回路６３を制御することによって第３半導体スイッチＳＷ３をオン状態又はオフ状態に制御する。また、第２制御部７は、駆動回路６４を制御することによって第４半導体スイッチＳＷ４をオン状態又はオフ状態に制御する。 The second control unit 7 controls the switching circuit 2. More specifically, the second control unit 7 controls each of the first semiconductor switch SW1, the second semiconductor switch SW2, the third semiconductor switch SW3, and the fourth semiconductor switch SW4 of the switching circuit 2 to be on or off. .. Here, the second control unit 7 controls the first semiconductor switch SW1 to an on state or an off state by controlling the drive circuit 61. Further, the second control unit 7 controls the second semiconductor switch SW2 to the on state or the off state by controlling the drive circuit 62. Further, the second control unit 7 controls the third semiconductor switch SW3 to an on state or an off state by controlling the drive circuit 63. Further, the second control unit 7 controls the fourth semiconductor switch SW4 to an on state or an off state by controlling the drive circuit 64.
　駆動回路６１は、第１半導体スイッチＳＷ１の制御端子（ゲート端子）と第２主端子（ソース端子）との間に接続されている。駆動回路６１は、第１半導体スイッチＳＷ１に制御電圧（ゲート電圧）を与える回路である。第１半導体スイッチＳＷ１に与えられる制御電圧は、第１半導体スイッチＳＷ１の制御端子と第２主端子との間に印加される電圧である。 The drive circuit 61 is connected between the control terminal (gate terminal) of the first semiconductor switch SW1 and the second main terminal (source terminal). The drive circuit 61 is a circuit that applies a control voltage (gate voltage) to the first semiconductor switch SW1. The control voltage applied to the first semiconductor switch SW1 is a voltage applied between the control terminal of the first semiconductor switch SW1 and the second main terminal.
　駆動回路６２は、第２半導体スイッチＳＷ２の制御端子（ゲート端子）と第２主端子（ソース端子）との間に接続されている。駆動回路６２は、第２半導体スイッチＳＷ２に制御電圧（ゲート電圧）を与える回路である。第２半導体スイッチＳＷ２に与えられる制御電圧は、第２半導体スイッチＳＷ２の制御端子と第２主端子との間に印加される電圧である。 The drive circuit 62 is connected between the control terminal (gate terminal) of the second semiconductor switch SW2 and the second main terminal (source terminal). The drive circuit 62 is a circuit that applies a control voltage (gate voltage) to the second semiconductor switch SW2. The control voltage applied to the second semiconductor switch SW2 is a voltage applied between the control terminal of the second semiconductor switch SW2 and the second main terminal.
　駆動回路６３は、第３半導体スイッチＳＷ３の制御端子（ゲート端子）と第２主端子（ソース端子）との間に接続されている。駆動回路６３は、第３半導体スイッチＳＷ３に制御電圧（ゲート電圧）を与える回路である。第３半導体スイッチＳＷ３に与えられる制御電圧は、第３半導体スイッチＳＷ３の制御端子と第２主端子との間に印加される電圧である。 The drive circuit 63 is connected between the control terminal (gate terminal) of the third semiconductor switch SW3 and the second main terminal (source terminal). The drive circuit 63 is a circuit that applies a control voltage (gate voltage) to the third semiconductor switch SW3. The control voltage applied to the third semiconductor switch SW3 is a voltage applied between the control terminal of the third semiconductor switch SW3 and the second main terminal.
　駆動回路６４は、第４半導体スイッチＳＷ４の制御端子（ゲート端子）と第２主端子（ソース端子）との間に接続されている。駆動回路６４は、第４半導体スイッチＳＷ４に制御電圧（ゲート電圧）を与える回路である。第４半導体スイッチＳＷ４に与えられる制御電圧は、第４半導体スイッチＳＷ４の制御端子と第２主端子との間に印加される電圧である。 The drive circuit 64 is connected between the control terminal (gate terminal) of the fourth semiconductor switch SW4 and the second main terminal (source terminal). The drive circuit 64 is a circuit that applies a control voltage (gate voltage) to the fourth semiconductor switch SW4. The control voltage applied to the fourth semiconductor switch SW4 is a voltage applied between the control terminal of the fourth semiconductor switch SW4 and the second main terminal.
　第１制御部５と第２制御部７との実行主体は、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、１又は複数のコンピュータを有している。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、本開示における第１制御部５及び第２制御部７の実行主体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いてもよいが、電気通信回線を通じて提供されてもよいし、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（磁気ディスク）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乃至複数の電子回路で構成される。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。 The execution subject of the first control unit 5 and the second control unit 7 includes a computer system. The computer system has one or more computers. The computer system mainly consists of a processor and a memory as hardware. When the processor executes the program recorded in the memory of the computer system, the functions of the first control unit 5 and the second control unit 7 in the present disclosure as the execution subject are realized. The program may be pre-recorded in the memory of the computer system, may be provided through a telecommunications line, or may be non-temporary, such as a memory card, optical disk, hard disk drive (magnetic disk) readable by the computer system. It may be recorded and provided on a target recording medium. The processor of a computer system is composed of one or more electronic circuits including a semiconductor integrated circuit (IC) or a large scale integrated circuit (LSI). A plurality of electronic circuits may be integrated on one chip, or may be distributed on a plurality of chips. A plurality of chips may be integrated in one device, or may be distributed in a plurality of devices.
　双方向チョッパ回路１０では、第１制御部５の実行主体と第２制御部７の実行主体とが共通のコンピュータシステムを含んでいるが、これに限らず、互いに異なるコンピュータシステムを含んでいてもよい。 In the bidirectional chopper circuit 10, the execution subject of the first control unit 5 and the execution subject of the second control unit 7 include a common computer system, but the present invention is not limited to this, and even if different computer systems are included. good.
　（１．３）双方向チョッパ回路の動作
　（１．３．１）降圧動作
　双方向チョッパ回路１０の降圧動作の期間において、第１切替部２１では、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうち第１入出力端子Ｔ１に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０の降圧動作の期間において、第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１がオン状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０の降圧動作の期間において、第２切替部２２では、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０の降圧動作の期間において、第２切替部２２では、第３半導体スイッチＳＷ３がオン状態であり、第４半導体スイッチＳＷ４がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０の降圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (1.3) Operation of the bidirectional chopper circuit (1.3.1) Step-down operation During the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the first switching unit 21 sets the third input / output terminal T3 to the first input / output. It is connected to the first input / output terminal T1 of the terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the first semiconductor switch SW1 is in the ON state and the second semiconductor switch SW2 is in the OFF state in the first switching unit 21. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10, in the second switching unit 22, the fourth input / output terminal T4 is the second of the second terminal 32 of the inductor 3 and the second input / output terminal T2 of the inductor 3. It is connected to the terminal 32. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the third semiconductor switch SW3 is in the on state and the fourth semiconductor switch SW4 is in the off state in the second switching unit 22. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０は、降圧動作の場合、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に入力される第１入力電圧Ｖｉｎ１（図２Ａ及び２Ｂ参照）を第１入力電圧Ｖｉｎ１よりも低い第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（図２Ａ及び２Ｂ参照）に変換して第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に出力する。 In the case of the step-down operation, the bidirectional chopper circuit 10 uses the first input voltage Vin1 (see FIGS. 2A and 2B) input between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2 as the first input voltage Vin1. It is converted to a lower first output voltage Vout1 (see FIGS. 2A and 2B) and output between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図２Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第１入出力端子Ｔ１－第１半導体スイッチＳＷ１－第２キャパシタＣ２－第３半導体スイッチＳＷ３－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第２入出力端子Ｔ２の経路で流れる。これにより、双方向チョッパ回路１０は、インダクタ３を励磁し、かつ、第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 2A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the first input / output terminal T1-first semiconductor switch SW1-second capacitor C2-third semiconductor switch SW3- inductor 3-semiconductor switching. It flows through the path of the element Q1-second input / output terminal T2. As a result, the bidirectional chopper circuit 10 excites the inductor 3 and charges the second capacitor C2.
　双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図２Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１半導体スイッチＳＷ１－第２キャパシタＣ２－第３半導体スイッチＳＷ３－インダクタ３の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０は、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path indicated by the broken line arrow in FIG. 2B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the path of the inductor 3-first diode D1-first semiconductor switch SW1-second capacitor C2-third semiconductor switch SW3- inductor 3. Flows in. The bidirectional chopper circuit 10 charges the second capacitor C2 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　半導体スイッチング素子Ｑ１の制御電圧が第１電圧値の期間をＴｏｎとし、半導体スイッチング素子Ｑ１の制御電圧が第２電圧値の期間をＴｏｆｆとし、デューティをＤとすると、デューティは、Ｄ＝Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）で表され、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１の理論値は、Ｖｏｕｔ１＝Ｄ×Ｖｉｎ１で求められる。したがって、例えば、第１入力電圧Ｖｉｎ１が１００Ｖの場合、Ｄ＝０．５とすると、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１は５０Ｖである。第１入力電圧Ｖｉｎ１及び第１出力電圧Ｖｏｕｔ１それぞれの値は、これらの値に限らない。 When the period when the control voltage of the semiconductor switching element Q1 is the first voltage value is Ton, the period when the control voltage of the semiconductor switching element Q1 is the second voltage value is Toff, and the duty is D, the duty is D = Ton / (. It is represented by Ton + Toff), and the theoretical value of the first output voltage Vout1 is obtained by Vout1 = D × Vin1. Therefore, for example, when the first input voltage Vin1 is 100V and D = 0.5, the first output voltage Vout1 is 50V. The values of the first input voltage Vin1 and the first output voltage Vout1 are not limited to these values.
　（１．３．２）昇圧動作
　双方向チョッパ回路１０の昇圧動作の期間において、第１切替部２１は、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０の昇圧動作の期間において、第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１がオフ状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０の昇圧動作の期間において、第２切替部２２は、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうち第２入出力端子Ｔ２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０の昇圧動作の期間において、第２切替部２２では、第３半導体スイッチＳＷ３がオフ状態であり、第４半導体スイッチＳＷ４がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０の昇圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (1.3.2) Boosting operation During the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the first switching unit 21 uses the third input / output terminal T3 as the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. Of these, it is connected to the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the first semiconductor switch SW1 is in the off state and the second semiconductor switch SW2 is in the on state in the first switching unit 21. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the second switching unit 22 uses the fourth input / output terminal T4 as the second input / output terminal of the second terminal 32 and the second input / output terminal T2 of the inductor 3. It is connected to T2. More specifically, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the third semiconductor switch SW3 is in the off state and the fourth semiconductor switch SW4 is in the on state in the second switching unit 22. Further, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０は、昇圧動作の場合、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に入力される第２入力電圧Ｖｉｎ２（図３Ａ及び３Ｂ参照）を第２入力電圧Ｖｉｎ２よりも高い第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（図３Ａ及び３Ｂ参照）に変換して第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に出力する。 In the case of boosting operation, the bidirectional chopper circuit 10 uses the second input voltage Vin2 (see FIGS. 3A and 3B) input between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4 as the second input voltage Vin2. It is converted to a higher second output voltage Vout2 (see FIGS. 3A and 3B) and output between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2.
　双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図３Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第２半導体スイッチＳＷ２－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第４半導体スイッチＳＷ４－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。 In the bidirectional chopper circuit 10, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 3A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the third input / output terminal T3-second semiconductor switch SW2- inductor 3-semiconductor switching element Q1-fourth semiconductor switch SW4-fourth. It flows through the path of the input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図３Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０では、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第２半導体スイッチＳＷ２－インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１キャパシタＣ１－第４半導体スイッチＳＷ４－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０は、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第１キャパシタＣ１を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 3B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the third input / output terminal T3-second semiconductor switch SW2-inductor 3-first diode D1-first capacitor C1-fourth semiconductor. It flows in the path of the switch SW4-fourth input / output terminal T4. The bidirectional chopper circuit 10 charges the first capacitor C1 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　第２出力電圧Ｖｏｕｔ２の理論値は、Ｖｏｕｔ２＝｛１／（１－Ｄ）｝×Ｖｉｎ２で求められる。したがって、例えば、第２入力電圧Ｖｉｎ２が５０Ｖの場合、Ｄ＝０．８とすると、第２出力電圧Ｖｏｕｔ２は２５０Ｖである。第２入力電圧Ｖｉｎ２及び第２出力電圧Ｖｏｕｔ２それぞれの値は、これらの値に限らない。 The theoretical value of the second output voltage Vout2 is obtained by Vout2 = {1 / (1-D)} × Vin2. Therefore, for example, when the second input voltage Vin2 is 50V and D = 0.8, the second output voltage Vout2 is 250V. The values of the second input voltage Vin2 and the second output voltage Vout2 are not limited to these values.
　（１．４）まとめ
　実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０は、インダクタ３と、スイッチング回路１と、切替回路２と、を備える。スイッチング回路１は、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に接続されている、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１との直列回路と、第２ダイオードＤ２と、を有する。第２ダイオードＤ２は、半導体スイッチング素子Ｑ１に並列接続されており、第１ダイオードＤ１に直列接続されている。インダクタ３の第１端子３１は、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１との間に接続されている。切替回路２は、第１切替部２１と、第２切替部２２と、を含む。第１切替部２１は、第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第１切替部２１は、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。第２切替部２２は、第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第２切替部２２は、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。 (1.4) Summary The bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment includes an inductor 3, a switching circuit 1, and a switching circuit 2. The switching circuit 1 has a series circuit of the semiconductor switching element Q1 and the first diode D1 connected between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2, and a second diode D2. .. The second diode D2 is connected in parallel to the semiconductor switching element Q1 and is connected in series to the first diode D1. The first terminal 31 of the inductor 3 is connected between the semiconductor switching element Q1 and the first diode D1. The switching circuit 2 includes a first switching unit 21 and a second switching unit 22. The first switching unit 21 is connected between the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. The first switching unit 21 exclusively connects the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22 is connected between the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22 exclusively connects the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3.
　実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０は、信頼性の向上を図ることが可能となる。ここにおいて、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０は、スイッチング回路１において半導体スイッチング素子Ｑ１と第１入出力端子Ｔ１との間に第１ダイオードＤ１が接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ１に直列接続されている別の半導体スイッチング素子がない。これにより、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０は、アーム短絡の発生を防止できるので、アーム短絡による故障リスクを低減でき、信頼性の向上を図ることが可能となる。ここで、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０は、アーム短絡の発生を防止できるので、半導体スイッチング素子Ｑ１をより高い周波数で駆動することが可能となり、双方向チョッパ回路１０を備える電力変換装置の小型化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment can improve the reliability. Here, in the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment, the first diode D1 is connected between the semiconductor switching element Q1 and the first input / output terminal T1 in the switching circuit 1, and the first diode D1 is connected in series with the semiconductor switching element Q1. There is no other semiconductor switching element connected. As a result, the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment can prevent the occurrence of an arm short circuit, so that the risk of failure due to the arm short circuit can be reduced and the reliability can be improved. Here, since the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment can prevent the occurrence of an arm short circuit, it is possible to drive the semiconductor switching element Q1 at a higher frequency, and the power conversion device including the bidirectional chopper circuit 10 is provided. It is possible to reduce the size of the.
　また、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０は、スイッチング回路１においてハイサイドのアーム（上アーム）とローサイドのアーム（下アーム）とのうちローサイドのアームに半導体スイッチング素子Ｑ１を含む一方で、ハイサイドのアームには半導体スイッチング素子を含まずダイオードＤ１のみを含んでいるので、ハイサイドのアームの半導体スイッチング素子を駆動する絶縁型の駆動回路を設ける必要がないという利点がある。 Further, in the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment, the semiconductor switching element Q1 is included in the low side arm of the high side arm (upper arm) and the low side arm (lower arm) in the switching circuit 1. Since the high-side arm does not include the semiconductor switching element and contains only the diode D1, there is an advantage that it is not necessary to provide an isolated drive circuit for driving the semiconductor switching element of the high-side arm.
　また、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０は、切替回路２の状態を変化させることにより降圧動作と昇圧動作との両方に対応可能なので、降圧チョッパ回路と昇圧チョッパ回路とを別々に備え、２つのインダクタを有している場合と比べて、双方向チョッパ回路１０を備える電力変換装置の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。 Further, since the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment can handle both the step-down operation and the step-up operation by changing the state of the switching circuit 2, the step-down chopper circuit and the step-up chopper circuit are separately provided. Compared with the case of having two inductors, it is possible to reduce the size and weight of the power conversion device provided with the bidirectional chopper circuit 10.
　（実施形態２）
　以下、実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａについて、図４、５Ａ、５Ｂ、６Ａ及び６Ｂに基づいて説明する。 (Embodiment 2)
Hereinafter, the bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4, 5A, 5B, 6A, and 6B.
　（２．１）双方向チョッパ回路の全体構成
　実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａは、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と略同じであり、切替回路２及び第２制御部７の代わりに切替回路２ａ及び第２制御部７ａを備える点で、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と相違する。実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａに関し、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 (2.1) Overall Configuration of Bidirectional Chopper Circuit The bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment is substantially the same as the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment, and the switching circuit 2 and the second control unit 7 have the same. It differs from the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment in that it includes a switching circuit 2a and a second control unit 7a instead. Regarding the bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment, the same components as the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
　（２．２）双方向チョッパ回路の詳細
　双方向チョッパ回路１０ａは、第１入出力端子Ｔ１、第２入出力端子Ｔ２、第３入出力端子Ｔ３及び第４入出力端子Ｔ４と、第１蓄積回路１１と、第２蓄積回路１２と、インダクタ３と、スイッチング回路１と、切替回路２ａと、駆動回路４と、第１制御部５と、２つの駆動回路６１、６２と、第２制御部７ａと、を備える。 (2.2) Details of the bidirectional chopper circuit The bidirectional chopper circuit 10a includes a first input / output terminal T1, a second input / output terminal T2, a third input / output terminal T3, and a fourth input / output terminal T4, and a first storage. The circuit 11, the second storage circuit 12, the inductor 3, the switching circuit 1, the switching circuit 2a, the drive circuit 4, the first control unit 5, the two drive circuits 61 and 62, and the second control unit. 7a and.
　切替回路２ａは、第１切替部２１と、第２切替部２２ａと、を含む。切替回路２ａは、切替回路２の第２切替部２２の代わりに第２切替部２２ａを含んでいる。 The switching circuit 2a includes a first switching unit 21 and a second switching unit 22a. The switching circuit 2a includes a second switching unit 22a instead of the second switching unit 22 of the switching circuit 2.
　第２切替部２２ａは、第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第２切替部２２ａは、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第２切替部２２ａにおいて、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ半導体スイッチング素子Ｑ１及び第２ダイオードＤ２を介さずに電気的に接続することを意味する。 The second switching unit 22a is connected between the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22a exclusively connects the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the fourth input / output terminal T4 is secondly input in the second switching unit 22a. The fourth input / output terminal T4 is connected only to one of the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. It means that they are electrically connected without the switching element Q1 and the second diode D2.
　第２切替部２２ａは、インダクタ３の第２端子３２に接続されている第３ダイオードＤ３と、第３ダイオードＤ３と第２入出力端子Ｔ２との間に接続されている第４ダイオードＤ４と、を有する。第２切替部２２ａでは、第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４との接続点Ｎ３に第４入出力端子Ｔ４が接続されている。第３ダイオードＤ３及び第４ダイオードＤ４の各々は、例えば、Ｓｉダイオードである。 The second switching unit 22a includes a third diode D3 connected to the second terminal 32 of the inductor 3, a fourth diode D4 connected between the third diode D3 and the second input / output terminal T2, and the second diode D4. Has. In the second switching unit 22a, the fourth input / output terminal T4 is connected to the connection point N3 between the third diode D3 and the fourth diode D4. Each of the third diode D3 and the fourth diode D4 is, for example, a Si diode.
　第３ダイオードＤ３及び第４ダイオードＤ４の各々は、アノード及びカソードを有する。第２切替部２２ａでは、第３ダイオードＤ３のカソードがインダクタ３の第２端子３２に接続され、第３ダイオードＤ３のアノードが第４ダイオードＤ４のカソードに接続され、第４ダイオードＤ４のアノードが第２入出力端子Ｔ２に接続されている。したがって、第２切替部２２ａでは、第３ダイオードＤ３のアノード及び第４ダイオードＤ４のカソードが、第４入出力端子Ｔ４に接続されている。 Each of the third diode D3 and the fourth diode D4 has an anode and a cathode. In the second switching unit 22a, the cathode of the third diode D3 is connected to the second terminal 32 of the inductor 3, the anode of the third diode D3 is connected to the cathode of the fourth diode D4, and the anode of the fourth diode D4 is the first. 2 It is connected to the input / output terminal T2. Therefore, in the second switching unit 22a, the anode of the third diode D3 and the cathode of the fourth diode D4 are connected to the fourth input / output terminal T4.
　第２制御部７ａは、切替回路２ａを制御する。より詳細には、第２制御部７ａは、切替回路２ａの第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々をオン状態又はオフ状態に制御する。ここにおいて、第２制御部７ａは、駆動回路６１を制御することによって第１半導体スイッチＳＷ１をオン状態又はオフ状態に制御する。また、第２制御部７ａは、駆動回路６２を制御することによって第２半導体スイッチＳＷ２をオン状態又はオフ状態に制御する。 The second control unit 7a controls the switching circuit 2a. More specifically, the second control unit 7a controls each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 of the switching circuit 2a to be on or off. Here, the second control unit 7a controls the first semiconductor switch SW1 to an on state or an off state by controlling the drive circuit 61. Further, the second control unit 7a controls the second semiconductor switch SW2 to the on state or the off state by controlling the drive circuit 62.
　（２．３）双方向チョッパ回路の動作
　（２．３．１）降圧動作
　双方向チョッパ回路１０ａの降圧動作の期間において、第１切替部２１では、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうち第１入出力端子Ｔ１に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ａの降圧動作の期間において、第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１がオン状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０ａの降圧動作の期間において、第２切替部２２ａは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ａの降圧動作の期間において、第２切替部２２ａでは、ダイオードＤ３がオン状態であり、第４ダイオードＤ４がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０ａの降圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (2.3) Operation of the bidirectional chopper circuit (2.3.1) Step-down operation During the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the first switching unit 21 sets the third input / output terminal T3 to the first input / output. It is connected to the first input / output terminal T1 of the terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the first semiconductor switch SW1 is in the ON state and the second semiconductor switch SW2 is in the OFF state in the first switching unit 21. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the second switching unit 22a uses the fourth input / output terminal T4 as the second of the inductor 3 among the second terminal 32 of the inductor 3 and the second input / output terminal T2. It is connected to the terminal 32. More specifically, during the step-down operation of the bidirectional chopper circuit 10a, the diode D3 is in the on state and the fourth diode D4 is in the off state in the second switching unit 22a. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０ａは、降圧動作の場合、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に入力される第１入力電圧Ｖｉｎ１（図５Ａ及び５Ｂ参照）を第１入力電圧Ｖｉｎ１よりも低い第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（図５Ａ及び５Ｂ参照）に変換して第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に出力する。 In the case of the step-down operation, the bidirectional chopper circuit 10a uses the first input voltage Vin1 (see FIGS. 5A and 5B) input between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2 as the first input voltage Vin1. It is converted to a lower first output voltage Vout1 (see FIGS. 5A and 5B) and output between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図５Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第１入出力端子Ｔ１－第１半導体スイッチＳＷ１－第２キャパシタＣ２－第３ダイオードＤ３－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第２入出力端子Ｔ２の経路で流れる。これにより、双方向チョッパ回路１０ａは、インダクタ３を励磁し、かつ、第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10a, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 5A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10a, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the first input / output terminal T1-first semiconductor switch SW1-second capacitor C2-third diode D3-inductor 3-semiconductor switching element. It flows through the path of Q1-second input / output terminal T2. As a result, the bidirectional chopper circuit 10a excites the inductor 3 and charges the second capacitor C2.
　双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図５Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１半導体スイッチＳＷ１－第２キャパシタＣ２－第３ダイオードＤ３－インダクタ３の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ａは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10a, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 5B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10a, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is in the path of the inductor 3-first diode D1-first semiconductor switch SW1-second capacitor C2-third diode D3-inductor 3. It flows. The bidirectional chopper circuit 10a charges the second capacitor C2 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　双方向チョッパ回路１０ａでは、双方向チョッパ回路１０と同様、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１の理論値は、Ｖｏｕｔ１＝Ｄ×Ｖｉｎ１で求められる。 In the bidirectional chopper circuit 10a, the theoretical value of the first output voltage Vout1 is obtained by Vout1 = D × Vin1 as in the bidirectional chopper circuit 10.
　（２．３．２）昇圧動作
　双方向チョッパ回路１０ａの昇圧動作の期間において、第１切替部２１では、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ａの昇圧動作の期間において、第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１がオフ状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０ａの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ａでは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうち第２入出力端子Ｔ２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ａの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ａでは、第３ダイオードＤ３がオフ状態であり、第４ダイオードＤ４がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０ａの昇圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (2.3.2) Boosting operation During the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the first switching unit 21 uses the third input / output terminal T3 as the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. Of these, it is connected to the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the first semiconductor switch SW1 is in the off state and the second semiconductor switch SW2 is in the on state in the first switching unit 21. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, in the second switching unit 22a, the fourth input / output terminal T4 is the second input / output terminal of the second terminal 32 and the second input / output terminal T2 of the inductor 3. It is connected to T2. More specifically, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the third diode D3 is in the off state and the fourth diode D4 is in the on state in the second switching unit 22a. Further, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10a, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０ａは、昇圧動作の場合、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に入力される第２入力電圧Ｖｉｎ２（図６Ａ及び６Ｂ参照）を第２入力電圧Ｖｉｎ２よりも高い第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（図６Ａ及び６Ｂ参照）に変換して第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に出力する。 In the case of boosting operation, the bidirectional chopper circuit 10a uses the second input voltage Vin2 (see FIGS. 6A and 6B) input between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4 as the second input voltage Vin2. It is converted to a higher second output voltage Vout2 (see FIGS. 6A and 6B) and output between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2.
　双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図６Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第２半導体スイッチＳＷ２－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第４ダイオードＤ４－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。 In the bidirectional chopper circuit 10a, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 6A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10a, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the third input / output terminal T3-second semiconductor switch SW2-inductor 3-semiconductor switching element Q1-fourth diode D4-fourth input. It flows through the path of the output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図６Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ａでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第２半導体スイッチＳＷ２－インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１キャパシタＣ１－第４ダイオードＤ４－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ａは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第１キャパシタＣ１を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10a, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 6B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10a, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the third input / output terminal T3-second semiconductor switch SW2-inductor 3-first diode D1-first capacitor C1-fourth diode. It flows through the path of the D4-fourth input / output terminal T4. The bidirectional chopper circuit 10a charges the first capacitor C1 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　第２出力電圧Ｖｏｕｔ２の理論値は、Ｖｏｕｔ２＝｛１／（１－Ｄ）｝×Ｖｉｎ２で求められる。 The theoretical value of the second output voltage Vout2 is obtained by Vout2 = {1 / (1-D)} × Vin2.
　（２．４）まとめ
　実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａは、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とを含むスイッチング回路１と、切替回路２ａと、を備え、スイッチング回路１において半導体スイッチング素子Ｑ１に直列接続されている別の半導体スイッチング素子を備えていないので、信頼性の向上を図ることが可能となる。 (2.4) Summary The bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment includes a switching circuit 1 including a semiconductor switching element Q1, a first diode D1 and a second diode D2, and a switching circuit 2a, and is a switching circuit. In No. 1, another semiconductor switching element connected in series to the semiconductor switching element Q1 is not provided, so that the reliability can be improved.
　（実施形態３）
　以下、実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂについて、図７、８Ａ、８Ｂ、９Ａ及び９Ｂに基づいて説明する。 (Embodiment 3)
Hereinafter, the bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 7, 8A, 8B, 9A, and 9B.
　（３．１）双方向チョッパ回路の全体構成
　実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂは、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と略同じであり、スイッチング回路１の代わりにスイッチング回路１ｂを備える点で、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と相違する。実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂに関し、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 (3.1) Overall Configuration of Bidirectional Chopper Circuit The bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment is substantially the same as the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment, and the switching circuit 1b is used instead of the switching circuit 1. It differs from the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment in that it is provided. Regarding the bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment, the same components as the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
　（３．２）双方向チョッパ回路の詳細
　双方向チョッパ回路１０ｂは、第１入出力端子Ｔ１、第２入出力端子Ｔ２、第３入出力端子Ｔ３及び第４入出力端子Ｔ４と、第１蓄積回路１１と、第２蓄積回路１２と、インダクタ３と、スイッチング回路１ｂと、切替回路２と、駆動回路４と、第１制御部５と、４つの駆動回路６１～６４と、第２制御部７と、を備える。 (3.2) Details of the bidirectional chopper circuit The bidirectional chopper circuit 10b includes a first input / output terminal T1, a second input / output terminal T2, a third input / output terminal T3, and a fourth input / output terminal T4, and a first storage. Circuit 11, second storage circuit 12, inductor 3, switching circuit 1b, switching circuit 2, drive circuit 4, first control unit 5, four drive circuits 61 to 64, and second control unit. 7 and.
　スイッチング回路１ｂは、スイッチング回路１と同様、半導体スイッチング素子Ｑ１と、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、を含む。 Similar to the switching circuit 1, the switching circuit 1b includes a semiconductor switching element Q1, a first diode D1, and a second diode D2.
　半導体スイッチング素子Ｑ１は、制御端子、第１主端子及び第２主端子を有する。半導体スイッチング素子Ｑ１の制御端子は、半導体スイッチング素子Ｑ１を駆動する駆動回路４に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１は、駆動回路４から与えられる制御電圧に応じてオン、オフされる。 The semiconductor switching element Q1 has a control terminal, a first main terminal and a second main terminal. The control terminal of the semiconductor switching element Q1 is connected to the drive circuit 4 that drives the semiconductor switching element Q1. The semiconductor switching element Q1 is turned on and off according to the control voltage given by the drive circuit 4.
　スイッチング回路１ｂでは、スイッチング回路１とは異なり、半導体スイッチング素子Ｑ１の第１主端子が、第１入出力端子Ｔ１に接続され、半導体スイッチング素子Ｑ１の第２主端子が、第１ダイオードＤ１を介して第２入出力端子Ｔ２に接続されている。第１ダイオードＤ１では、アノードが第２入出力端子Ｔ２に接続され、カソードが半導体スイッチング素子Ｑ１（の第２主端子）に接続されている。 In the switching circuit 1b, unlike the switching circuit 1, the first main terminal of the semiconductor switching element Q1 is connected to the first input / output terminal T1, and the second main terminal of the semiconductor switching element Q1 is connected via the first diode D1. Is connected to the second input / output terminal T2. In the first diode D1, the anode is connected to the second input / output terminal T2, and the cathode is connected to the semiconductor switching element Q1 (the second main terminal).
　第２ダイオードＤ２は、半導体スイッチング素子Ｑ１に並列接続されており、第１ダイオードＤ１に直列接続されている。第２ダイオードＤ２のアノードは、第１ダイオードＤ１のカソードに接続されている。第２ダイオードＤ２のカソードは、第１入出力端子Ｔ１に接続されている。 The second diode D2 is connected in parallel to the semiconductor switching element Q1 and is connected in series to the first diode D1. The anode of the second diode D2 is connected to the cathode of the first diode D1. The cathode of the second diode D2 is connected to the first input / output terminal T1.
　（３．３）双方向チョッパ回路の動作
　（３．３．１）降圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｂの降圧動作の期間において、第１切替部２１では、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｂの降圧動作の期間において、第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１がオフ状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｂの降圧動作の期間において、第２切替部２２は、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうち第２入出力端子Ｔ２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｂの降圧動作の期間において、第２切替部２２では、第３半導体スイッチＳＷ３がオフ状態であり、第４半導体スイッチＳＷ４がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｂの降圧動作の期間において、スイッチング回路１ｂでは半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (3.3) Operation of the bidirectional chopper circuit (3.3.1) Step-down operation During the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the first switching unit 21 sets the third input / output terminal T3 to the first input / output. Of the terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3, it is connected to the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the first semiconductor switch SW1 is in the off state and the second semiconductor switch SW2 is in the on state in the first switching unit 21. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the second switching unit 22 uses the fourth input / output terminal T4 as the second input / output terminal of the second terminal 32 and the second input / output terminal T2 of the inductor 3. It is connected to T2. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the third semiconductor switch SW3 is in the off state and the fourth semiconductor switch SW4 is in the on state in the second switching unit 22. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1b.
　双方向チョッパ回路１０ｂは、降圧動作の場合、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に入力される第１入力電圧Ｖｉｎ１（図８Ａ及び８Ｂ参照）を第１入力電圧Ｖｉｎ１よりも低い第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（図８Ａ及び８Ｂ参照）に変換して第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に出力する。 In the case of the step-down operation, the bidirectional chopper circuit 10b uses the first input voltage Vin1 (see FIGS. 8A and 8B) input between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2 as the first input voltage Vin1. It is converted to a lower first output voltage Vout1 (see FIGS. 8A and 8B) and output between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ｂは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図８Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｂでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第１入出力端子Ｔ１－半導体スイッチング素子Ｑ１－インダクタ３－第２半導体スイッチＳＷ２－第２キャパシタＣ２－第４半導体スイッチＳＷ４－第２入出力端子Ｔ２の経路で流れる。これにより、双方向チョッパ回路１０ｂは、インダクタ３を励磁し、かつ、第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10b, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 8A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10b, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the first input / output terminal T1-semiconductor switching element Q1- inductor 3-second semiconductor switch SW2-second capacitor C2-fourth semiconductor. It flows in the path of the switch SW4-second input / output terminal T2. As a result, the bidirectional chopper circuit 10b excites the inductor 3 and charges the second capacitor C2.
　双方向チョッパ回路１０ｂでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図８Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｂでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、インダクタ３－第２半導体スイッチＳＷ２－第２キャパシタＣ２－第４半導体スイッチＳＷ４－第１ダイオードＤ１－インダクタ３の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｂは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10b, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 8B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10b, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the path of the inductor 3-second semiconductor switch SW2-second capacitor C2-fourth semiconductor switch SW4-first diode D1-inductor 3. Flows in. The bidirectional chopper circuit 10b charges the second capacitor C2 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　双方向チョッパ回路１０ｂでは、双方向チョッパ回路１０と同様、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１の理論値は、Ｖｏｕｔ１＝Ｄ×Ｖｉｎ１で求められる。 In the bidirectional chopper circuit 10b, the theoretical value of the first output voltage Vout1 is obtained by Vout1 = D × Vin1 as in the bidirectional chopper circuit 10.
　（３．３．２）昇圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｂの昇圧動作の期間において、第１切替部２１は、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうち第１入出力端子Ｔ１に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｂの昇圧動作の期間において、第１切替部２１では、第１半導体スイッチＳＷ１がオン状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｂの昇圧動作の期間において、第２切替部２２は、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｂの昇圧動作の期間において、第２切替部２２では、第３半導体スイッチＳＷ３がオン状態であり、第４半導体スイッチＳＷ４がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｂの昇圧動作の期間において、スイッチング回路１ｂでは半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (3.3.2) Boosting operation During the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the first switching unit 21 uses the third input / output terminal T3 as the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. Of these, it is connected to the first input / output terminal T1. More specifically, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the first semiconductor switch SW1 is in the ON state and the second semiconductor switch SW2 is in the OFF state in the first switching unit 21. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the second switching unit 22 uses the fourth input / output terminal T4 as the second of the inductor 3 among the second terminal 32 of the inductor 3 and the second input / output terminal T2. It is connected to the terminal 32. More specifically, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the third semiconductor switch SW3 is in the ON state and the fourth semiconductor switch SW4 is in the OFF state in the second switching unit 22. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10b, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1b.
　双方向チョッパ回路１０ｂは、昇圧動作の場合、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に入力される第２入力電圧Ｖｉｎ２（図９Ａ及び９Ｂ参照）を第２入力電圧Ｖｉｎ２よりも高い第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（図９Ａ及び９Ｂ参照）に変換して第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に出力する。 In the case of boosting operation, the bidirectional chopper circuit 10b uses the second input voltage Vin2 (see FIGS. 9A and 9B) input between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4 as the second input voltage Vin2. It is converted into a higher second output voltage Vout2 (see FIGS. 9A and 9B) and output between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2.
　双方向チョッパ回路１０ｂは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図９Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｂでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第２キャパシタＣ２－第１半導体スイッチＳＷ１－半導体スイッチング素子Ｑ１－インダクタ３－第３半導体スイッチＳＷ３－第２キャパシタＣ２の経路で流れる。 In the bidirectional chopper circuit 10b, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 9A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10b, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the second capacitor C2-first semiconductor switch SW1-semiconductor switching element Q1-inductor 3-third semiconductor switch SW3-second capacitor C2. It flows by the route of.
　双方向チョッパ回路１０ｂは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図９Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｂでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第１半導体スイッチＳＷ１－第１キャパシタ－第１ダイオードＤ１－インダクタ３－第３半導体スイッチＳＷ３－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｂは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第１キャパシタＣ１を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10b, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 9B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10b, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the third input / output terminal T3-first semiconductor switch SW1-first capacitor-1st diode D1-inductor 3-third semiconductor switch. It flows through the path of SW3-fourth input / output terminal T4. The bidirectional chopper circuit 10b charges the first capacitor C1 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　第２出力電圧Ｖｏｕｔ２の理論値は、Ｖｏｕｔ２＝｛１／（１－Ｄ）｝×Ｖｉｎ２で求められる。 The theoretical value of the second output voltage Vout2 is obtained by Vout2 = {1 / (1-D)} × Vin2.
　（３．４）まとめ
　実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂは、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とを含むスイッチング回路１ｂと、切替回路２と、を備え、スイッチング回路１ｂにおいて半導体スイッチング素子Ｑ１に直列接続されている別の半導体スイッチング素子を備えていないので、信頼性の向上を図ることが可能となる。 (3.4) Summary The bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment includes a switching circuit 1b including a semiconductor switching element Q1, a first diode D1 and a second diode D2, and a switching circuit 2. Since the 1b does not include another semiconductor switching element connected in series to the semiconductor switching element Q1, it is possible to improve the reliability.
　（実施形態４）
　以下、実施形態４に係る双方向チョッパ回路１０ｃについて、図１０、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ及び１２Ｂに基づいて説明する。 (Embodiment 4)
Hereinafter, the bidirectional chopper circuit 10c according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 10, 11A, 11B, 12A and 12B.
　（４．１）双方向チョッパ回路の全体構成
　実施形態４に係る双方向チョッパ回路１０ｃは、実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂと略同じであり、切替回路２及び第２制御部７の代わりに切替回路２ｃ及び第２制御部７ｃを備える点で、実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂと相違する。実施形態４に係る双方向チョッパ回路１０ｃに関し、実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 (4.1) Overall Configuration of Bidirectional Chopper Circuit The bidirectional chopper circuit 10c according to the fourth embodiment is substantially the same as the bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment, and the switching circuit 2 and the second control unit 7 have the same. It differs from the bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment in that it includes a switching circuit 2c and a second control unit 7c instead. Regarding the bidirectional chopper circuit 10c according to the fourth embodiment, the same components as the bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
　（４．２）双方向チョッパ回路の詳細
　双方向チョッパ回路１０ｃは、第１入出力端子Ｔ１、第２入出力端子Ｔ２、第３入出力端子Ｔ３及び第４入出力端子Ｔ４と、第１蓄積回路１１と、第２蓄積回路１２と、インダクタ３と、スイッチング回路１ｂと、切替回路２ｃと、駆動回路４と、第１制御部５と、２つの駆動回路６１、６２と、第２制御部７ｃと、を備える。 (4.2) Details of the bidirectional chopper circuit The bidirectional chopper circuit 10c has a first input / output terminal T1, a second input / output terminal T2, a third input / output terminal T3, a fourth input / output terminal T4, and a first storage. Circuit 11, second storage circuit 12, inductor 3, switching circuit 1b, switching circuit 2c, drive circuit 4, first control unit 5, two drive circuits 61, 62, and second control unit. 7c and.
　切替回路２ｃは、第１切替部２１ｃと、第２切替部２２ｃと、を含む。切替回路２ｃは、実施形態３に係る双方向チョッパ回路１０ｂにおける切替回路２の第１切替部２１及び第２切替部２２の代わりに、第１切替部２１ｃ及び第２切替部２２ｃを含んでいる。 The switching circuit 2c includes a first switching unit 21c and a second switching unit 22c. The switching circuit 2c includes a first switching unit 21c and a second switching unit 22c instead of the first switching unit 21 and the second switching unit 22 of the switching circuit 2 in the bidirectional chopper circuit 10b according to the third embodiment. ..
　第１切替部２１ｃは、第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第１切替部２１ｃは、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第１切替部２１ｃにおいて、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ半導体スイッチング素子Ｑ１及び第２ダイオードＤ２を介さずに電気的に接続することを意味する。 The first switching unit 21c is connected between the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. The first switching unit 21c exclusively connects the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the third input / output terminal T3 is first input in the first switching unit 21c. The third input / output terminal T3 is connected only to one of the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. It means that they are electrically connected without the switching element Q1 and the second diode D2.
　第１切替部２１ｃは、第１入出力端子Ｔ１に接続されている第３ダイオードＤ３と、第３ダイオードＤ３とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている第４ダイオードＤ４と、を有する。第１切替部２１ｃでは、第３ダイオードＤ３と第４ダイオードＤ４との接続点Ｎ３に第３入出力端子Ｔ３が接続されている。第３ダイオードＤ３及び第４ダイオードＤ４の各々は、例えば、Ｓｉダイオードである。 The first switching unit 21c includes a third diode D3 connected to the first input / output terminal T1, a fourth diode D4 connected between the third diode D3 and the second terminal 32 of the inductor 3, and a fourth diode D4. Has. In the first switching unit 21c, the third input / output terminal T3 is connected to the connection point N3 between the third diode D3 and the fourth diode D4. Each of the third diode D3 and the fourth diode D4 is, for example, a Si diode.
　第３ダイオードＤ３及び第４ダイオードＤ４の各々は、アノード及びカソードを有する。第１切替部２１ｃでは、第３ダイオードＤ３のカソードが第１入出力端子Ｔ１に接続され、第３ダイオードＤ３のアノードが第４ダイオードＤ４のカソードに接続され、第４ダイオードＤ４のアノードがインダクタ３の第２端子３２に接続されている。したがって、第１切替部２１ｃでは、第３ダイオードＤ３のアノード及び第４ダイオードＤ４のカソードが、第３入出力端子Ｔ３に接続されている。 Each of the third diode D3 and the fourth diode D4 has an anode and a cathode. In the first switching unit 21c, the cathode of the third diode D3 is connected to the first input / output terminal T1, the anode of the third diode D3 is connected to the cathode of the fourth diode D4, and the anode of the fourth diode D4 is the inductor 3. It is connected to the second terminal 32 of. Therefore, in the first switching unit 21c, the anode of the third diode D3 and the cathode of the fourth diode D4 are connected to the third input / output terminal T3.
　第２切替部２２ｃは、第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第２切替部２２ｃは、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第２切替部２２ｃにおいて、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ第１ダイオードＤ１を介さずに電気的に接続することを意味する。 The second switching unit 22c is connected between the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22c exclusively connects the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the fourth input / output terminal T4 is secondly input in the second switching unit 22c. The fourth input / output terminal T4 is connected only to one of the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. 1 It means that it is electrically connected without going through the diode D1.
　第２切替部２２ｃは、インダクタ３の第２端子３２に接続されている第１半導体スイッチＳＷ１と、第１半導体スイッチＳＷ１と第２入出力端子Ｔ２との間に接続されている第２半導体スイッチＳＷ２と、を有する。第２切替部２２ｃでは、第１半導体スイッチＳＷ１と第２半導体スイッチＳＷ２との接続点Ｎ１に第４入出力端子Ｔ４が接続されている。第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々は、例えば、ノーマリオフ型のＭＯＳＦＥＴである。ここにおいて、第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々は、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである。 The second switching unit 22c is a second semiconductor switch connected between the first semiconductor switch SW1 connected to the second terminal 32 of the inductor 3 and the first semiconductor switch SW1 and the second input / output terminal T2. It has SW2 and. In the second switching unit 22c, the fourth input / output terminal T4 is connected to the connection point N1 between the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2. Each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 is, for example, a normally-off type MOSFET. Here, each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 is a normally-off type Si-based MOSFET.
　第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々は、制御端子（ゲート端子）、第１主端子（ドレイン端子）及び第２主端子（ソース端子）を有する。第２切替部２２ｃでは、第１半導体スイッチＳＷ１の第１主端子がインダクタ３の第２端子３２に接続され、第１半導体スイッチＳＷ１の第２主端子が第２半導体スイッチＳＷ２の第１主端子に接続され、第２半導体スイッチＳＷ２の第２主端子が第２入出力端子Ｔ２に接続されている。したがって、第２切替部２２ｃでは、第１半導体スイッチＳＷ１の第２主端子及び第２半導体スイッチＳＷ２の第１主端子が、第４入出力端子Ｔ４に接続されている。 Each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 has a control terminal (gate terminal), a first main terminal (drain terminal), and a second main terminal (source terminal). In the second switching unit 22c, the first main terminal of the first semiconductor switch SW1 is connected to the second terminal 32 of the inductor 3, and the second main terminal of the first semiconductor switch SW1 is the first main terminal of the second semiconductor switch SW2. The second main terminal of the second semiconductor switch SW2 is connected to the second input / output terminal T2. Therefore, in the second switching unit 22c, the second main terminal of the first semiconductor switch SW1 and the first main terminal of the second semiconductor switch SW2 are connected to the fourth input / output terminal T4.
　第２制御部７ｃは、切替回路２ｃを制御する。より詳細には、第２制御部７ｃは、切替回路２ｃの第１半導体スイッチＳＷ１及び第２半導体スイッチＳＷ２の各々をオン状態又はオフ状態に制御する。ここにおいて、第２制御部７ｃは、駆動回路６１を制御することによって第１半導体スイッチＳＷ１をオン状態又はオフ状態に制御する。また、第２制御部７ｃは、駆動回路６２を制御することによって第２半導体スイッチＳＷ２をオン状態又はオフ状態に制御する。 The second control unit 7c controls the switching circuit 2c. More specifically, the second control unit 7c controls each of the first semiconductor switch SW1 and the second semiconductor switch SW2 of the switching circuit 2c to be on or off. Here, the second control unit 7c controls the first semiconductor switch SW1 to an on state or an off state by controlling the drive circuit 61. Further, the second control unit 7c controls the second semiconductor switch SW2 to the on state or the off state by controlling the drive circuit 62.
　（４．３）双方向チョッパ回路の動作
　（４．３．１）降圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｃの降圧動作の期間において、第１切替部２１ｃは、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｃの降圧動作の期間において、第１切替部２１ｃでは、第３ダイオードＤ３がオフ状態であり、第４ダイオードＤ４がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｃの降圧動作の期間において、第２切替部２２ｃは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうち第２入出力端子Ｔ２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｃの降圧動作の期間において、第２切替部２２ｃでは、第１半導体スイッチＳＷ１がオフ状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｃの降圧動作の期間において、スイッチング回路１ｂでは半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (4.3) Operation of the bidirectional chopper circuit (4.3.1) Step-down operation During the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the first switching unit 21c first inputs / outputs the third input / output terminal T3. Of the terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3, it is connected to the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-down operation of the bidirectional chopper circuit 10c, the third diode D3 is in the off state and the fourth diode D4 is in the on state in the first switching unit 21c. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the second switching unit 22c uses the fourth input / output terminal T4 as the second input / output terminal of the second terminal 32 and the second input / output terminal T2 of the inductor 3. It is connected to T2. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the first semiconductor switch SW1 is in the off state and the second semiconductor switch SW2 is in the on state in the second switching unit 22c. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1b.
　双方向チョッパ回路１０ｃは、降圧動作の場合、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に入力される第１入力電圧Ｖｉｎ１（図１１Ａ及び１１Ｂ参照）を第１入力電圧Ｖｉｎ１よりも低い第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（図１１Ａ及び１１Ｂ参照）に変換して第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に出力する。 In the case of the step-down operation, the bidirectional chopper circuit 10c uses the first input voltage Vin1 (see FIGS. 11A and 11B) input between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2 as the first input voltage Vin1. It is converted to a lower first output voltage Vout1 (see FIGS. 11A and 11B) and output between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ｃは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図１１Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｃでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第１入出力端子Ｔ１－半導体スイッチング素子Ｑ１－インダクタ３－第４ダイオードＤ４－第２キャパシタＣ２－第２半導体スイッチＳＷ２－第２入出力端子Ｔ２の経路で流れる。これにより、双方向チョッパ回路１０ｃは、インダクタ３を励磁し、かつ、第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10c, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 11A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10c, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the first input / output terminal T1-semiconductor switching element Q1-inductor 3-fourth diode D4-second capacitor C2-second semiconductor switch. It flows through the path of SW2-second input / output terminal T2. As a result, the bidirectional chopper circuit 10c excites the inductor 3 and charges the second capacitor C2.
　双方向チョッパ回路１０ｃは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図１１Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｃでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、インダクタ３－第４ダイオードＤ４－第２キャパシタＣ２－第２半導体スイッチＳＷ２－第１ダイオードＤ１－インダクタ３の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｃは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10c, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 11B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10c, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is in the path of the inductor 3-fourth diode D4-second capacitor C2-second semiconductor switch SW2-first diode D1-inductor 3. It flows. The bidirectional chopper circuit 10c charges the second capacitor C2 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　双方向チョッパ回路１０ｃでは、双方向チョッパ回路１０と同様、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１の理論値は、Ｖｏｕｔ１＝Ｄ×Ｖｉｎ１で求められる。 In the bidirectional chopper circuit 10c, the theoretical value of the first output voltage Vout1 is obtained by Vout1 = D × Vin1 as in the bidirectional chopper circuit 10.
　（４．３．２）昇圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｃの昇圧動作の期間において、第１切替部２１ｃは、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうち第１入出力端子Ｔ１に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｃの昇圧動作の期間において、第１切替部２１ｃでは、第３ダイオードＤ３がオン状態であり、第４ダイオードＤ４がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｃの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ｃは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｃの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ｃでは、第１半導体スイッチＳＷ１がオン状態であり、第２半導体スイッチＳＷ２がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｃの昇圧動作の期間において、スイッチング回路１ｂでは半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (4.3.2) Boosting operation During the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the first switching unit 21c uses the third input / output terminal T3 as the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. Of these, it is connected to the first input / output terminal T1. More specifically, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the third diode D3 is in the on state and the fourth diode D4 is in the off state in the first switching unit 21c. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the second switching unit 22c uses the fourth input / output terminal T4 as the second of the inductor 3 among the second terminal 32 of the inductor 3 and the second input / output terminal T2. It is connected to the terminal 32. More specifically, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the first semiconductor switch SW1 is in the ON state and the second semiconductor switch SW2 is in the OFF state in the second switching unit 22c. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10c, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1b.
　双方向チョッパ回路１０ｃは、昇圧動作の場合、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に入力される第２入力電圧Ｖｉｎ２（図１２Ａ及び１２Ｂ参照）を第２入力電圧Ｖｉｎ２よりも高い第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（図１２Ａ及び１２Ｂ参照）に変換して第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に出力する。 In the case of boosting operation, the bidirectional chopper circuit 10c uses the second input voltage Vin2 (see FIGS. 12A and 12B) input between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4 as the second input voltage Vin2. It is converted into a higher second output voltage Vout2 (see FIGS. 12A and 12B) and output between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2.
　双方向チョッパ回路１０ｃは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図１２Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｃでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第３ダイオードＤ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－インダクタ３－第１半導体スイッチＳＷ１－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。 In the bidirectional chopper circuit 10c, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 12A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10c, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the third input / output terminal T3-third diode D3-semiconductor switching element Q1-inductor 3-first semiconductor switch SW1-fourth input. It flows through the path of the output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ｃは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図１２Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｃでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第３ダイオードＤ３－第１キャパシタＣ１－第１ダイオードＤ１－インダクタ３－第１半導体スイッチＳＷ１－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｃは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第１キャパシタＣ１を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10c, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path indicated by the broken line arrow in FIG. 12B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10c, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the third input / output terminal T3-third diode D3-first capacitor C1-first diode D1-inductor 3-first semiconductor switch. It flows through the path of SW1-fourth input / output terminal T4. The bidirectional chopper circuit 10c charges the first capacitor C1 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　第２出力電圧Ｖｏｕｔ２の理論値は、Ｖｏｕｔ２＝｛１／（１－Ｄ）｝×Ｖｉｎ２で求められる。 The theoretical value of the second output voltage Vout2 is obtained by Vout2 = {1 / (1-D)} × Vin2.
　（４．４）まとめ
　実施形態４に係る双方向チョッパ回路１０ｃは、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とを含むスイッチング回路１ｂと、切替回路２ｃと、を備え、スイッチング回路１ｃにおいて半導体スイッチング素子Ｑ１に直列接続されている別の半導体スイッチング素子を備えていないので、信頼性の向上を図ることが可能となる。 (4.4) Summary The bidirectional chopper circuit 10c according to the fourth embodiment includes a switching circuit 1b including a semiconductor switching element Q1, a first diode D1 and a second diode D2, and a switching circuit 2c, and is a switching circuit. Since another semiconductor switching element connected in series to the semiconductor switching element Q1 is not provided in 1c, it is possible to improve reliability.
　（実施形態５）
　以下、実施形態５に係る双方向チョッパ回路１０ｄについて、図１３に基づいて説明する。 (Embodiment 5)
Hereinafter, the bidirectional chopper circuit 10d according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
　（５．１）双方向チョッパ回路の全体構成
　実施形態５に係る双方向チョッパ回路１０ｄは、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と略同じであり、第１蓄積回路１１及び第２蓄積回路１２の代わりに第１蓄積回路１１ｄ及び第２蓄積回路１２ｄを備える点で、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と相違する。実施形態５に係る双方向チョッパ回路１０ｄに関し、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 (5.1) Overall Configuration of Bidirectional Chopper Circuit The bidirectional chopper circuit 10d according to the fifth embodiment is substantially the same as the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment, and the first storage circuit 11 and the second storage circuit It differs from the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment in that the first storage circuit 11d and the second storage circuit 12d are provided instead of the twelve. Regarding the bidirectional chopper circuit 10d according to the fifth embodiment, the same components as the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
　（５．２）双方向チョッパ回路の詳細
　双方向チョッパ回路１０ｄは、第１入出力端子Ｔ１、第２入出力端子Ｔ２、第３入出力端子Ｔ３及び第４入出力端子Ｔ４と、第１蓄積回路１１ｄと、第２蓄積回路１２ｄと、インダクタ３と、スイッチング回路１と、切替回路２と、駆動回路４と、第１制御部５と、４つの駆動回路６１～６４と、第２制御部７と、を備える。 (5.2) Details of the bidirectional chopper circuit The bidirectional chopper circuit 10d includes a first input / output terminal T1, a second input / output terminal T2, a third input / output terminal T3, and a fourth input / output terminal T4, and a first storage. Circuit 11d, second storage circuit 12d, inductor 3, switching circuit 1, switching circuit 2, drive circuit 4, first control unit 5, four drive circuits 61 to 64, and second control unit. 7 and.
　第１蓄積回路１１ｄは、２つの第１キャパシタＣ１１、Ｃ１１の直列回路と、２つの第１抵抗Ｒ１１、Ｒ１１の直列回路と、を有する。第１蓄積回路１１ｄでは、２つの第１キャパシタＣ１１、Ｃ１１同士の接続点Ｎ１１と２つの第１抵抗Ｒ１１、Ｒ１１同士の接続点Ｎ１２とが接続されている。２つの第１キャパシタＣ１１、Ｃ１１のキャパシタンスは同じである。２つの第１抵抗Ｒ１１、Ｒ１１の抵抗値は同じである。 The first storage circuit 11d has a series circuit of two first capacitors C11 and C11 and a series circuit of two first resistors R11 and R11. In the first storage circuit 11d, the connection point N11 between the two first capacitors C11 and C11 and the connection point N12 between the two first resistors R11 and R11 are connected to each other. The capacitances of the two first capacitors C11 and C11 are the same. The resistance values of the two first resistors R11 and R11 are the same.
　第２蓄積回路１２ｄは、２つの第２キャパシタＣ１２、Ｃ１２の直列回路と、２つの第２抵抗Ｒ１２、Ｒ１２の直列回路と、を有する。第２蓄積回路１２ｄでは、２つの第２キャパシタＣ１２、Ｃ１２同士の接続点Ｎ１３と２つの第２抵抗Ｒ１２、Ｒ１２同士の接続点Ｎ１４とが接続されている。２つの第２キャパシタＣ１２、Ｃ１２のキャパシタンスは同じである。２つの第２抵抗Ｒ１２、Ｒ１２の抵抗値は同じである。 The second storage circuit 12d has a series circuit of two second capacitors C12 and C12 and a series circuit of two second resistors R12 and R12. In the second storage circuit 12d, the connection point N13 between the two second capacitors C12 and C12 and the connection point N14 between the two second resistors R12 and R12 are connected to each other. The capacitances of the two second capacitors C12 and C12 are the same. The resistance values of the two second resistors R12 and R12 are the same.
　（５．３）まとめ
　実施形態５に係る双方向チョッパ回路１０ｄは、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と同様、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とを含むスイッチング回路１と、切替回路２と、を備えるので、信頼性の向上を図ることが可能となる。 (5.3) Summary The bidirectional chopper circuit 10d according to the fifth embodiment is a switching circuit including a semiconductor switching element Q1, a first diode D1 and a second diode D2, similarly to the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment. Since 1 and the switching circuit 2 are provided, it is possible to improve the reliability.
　また、実施形態５に係る双方向チョッパ回路１０ｄは、第１蓄積回路１１ｄの耐圧を実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０の第１蓄積回路１１の耐圧よりも高めることが可能となる。また、実施形態５に係る双方向チョッパ回路１０ｄは、第２蓄積回路１２ｄの耐圧を実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０の第２蓄積回路１２の耐圧よりも高めることが可能となる。 Further, the bidirectional chopper circuit 10d according to the fifth embodiment can make the withstand voltage of the first storage circuit 11d higher than the withstand voltage of the first storage circuit 11 of the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment. Further, the bidirectional chopper circuit 10d according to the fifth embodiment can make the withstand voltage of the second storage circuit 12d higher than the withstand voltage of the second storage circuit 12 of the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment.
　（実施形態６）
　以下、実施形態６に係る双方向チョッパ回路１０ｅについて、図１４、１５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ及び１６Ｂに基づいて説明する。 (Embodiment 6)
Hereinafter, the bidirectional chopper circuit 10e according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 14, 15A, 15B, 16A and 16B.
　（６．１）双方向チョッパ回路の全体構成
　実施形態６に係る双方向チョッパ回路１０ｅは、実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａと略同じであり、切替回路２ａ及び第２制御部７ａの代わりに切替回路２ｅ及び第２制御部７ｅを備える点で、実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａと相違する。実施形態６に係る双方向チョッパ回路１０ｅに関し、実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａと同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 (6.1) Overall Configuration of Bidirectional Chopper Circuit The bidirectional chopper circuit 10e according to the sixth embodiment is substantially the same as the bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment, and the switching circuit 2a and the second control unit 7a It differs from the bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment in that it includes a switching circuit 2e and a second control unit 7e instead. Regarding the bidirectional chopper circuit 10e according to the sixth embodiment, the same components as the bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
　（６．２）双方向チョッパ回路の詳細
　双方向チョッパ回路１０ｅは、第１入出力端子Ｔ１、第２入出力端子Ｔ２、第３入出力端子Ｔ３及び第４入出力端子Ｔ４と、第１蓄積回路１１と、第２蓄積回路１２と、インダクタ３と、スイッチング回路１と、切替回路２ｅと、駆動回路４と、第１制御部５と、駆動回路６ｅと、第２制御部７ｅと、を備える。 (6.2) Details of the bidirectional chopper circuit The bidirectional chopper circuit 10e includes a first input / output terminal T1, a second input / output terminal T2, a third input / output terminal T3, and a fourth input / output terminal T4, and a first storage. The circuit 11, the second storage circuit 12, the inductor 3, the switching circuit 1, the switching circuit 2e, the drive circuit 4, the first control unit 5, the drive circuit 6e, and the second control unit 7e. Be prepared.
　切替回路２ｅは、第１切替部２１ｅと、第２切替部２２ａと、を含む。切替回路２ｅは、実施形態２に係る双方向チョッパ回路１０ａにおける切替回路２ａの第１切替部２１の代わりに第１切替部２１ｅを含んでいる。 The switching circuit 2e includes a first switching unit 21e and a second switching unit 22a. The switching circuit 2e includes a first switching unit 21e instead of the first switching unit 21 of the switching circuit 2a in the bidirectional chopper circuit 10a according to the second embodiment.
　第１切替部２１ｅは、第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第１切替部２１ｅは、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第１切替部２１ｅにおいて、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ第１ダイオードＤ１を電気的に接続することを意味する。 The first switching unit 21e is connected between the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. The first switching unit 21e exclusively connects the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the third input / output terminal T3 is first input in the first switching unit 21e. The third input / output terminal T3 is connected only to one of the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. 1 It means that the diode D1 is electrically connected.
　第１切替部２１ｅは、第３入出力端子Ｔ３に接続された可動接点２１０と、第１入出力端子Ｔ１に接続された第１固定接点２１１と、インダクタ３の第２端子３２に接続された第２固定接点２１２と、を有するｃ接点構成のリレーである。リレーは、駆動回路６ｅによって駆動される。リレーは、電磁リレーであるが、これに限らず、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）リレーであってもよい。切替回路２ｅでは、第２固定接点２１２が、第３ダイオードＤ３のカソードに接続されている。 The first switching unit 21e was connected to the movable contact 210 connected to the third input / output terminal T3, the first fixed contact 211 connected to the first input / output terminal T1, and the second terminal 32 of the inductor 3. It is a relay having a c-contact configuration having a second fixed contact 212. The relay is driven by the drive circuit 6e. The relay is an electromagnetic relay, but is not limited to this, and may be, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) relay. In the switching circuit 2e, the second fixed contact 212 is connected to the cathode of the third diode D3.
　第２制御部７ｅは、切替回路２ｅを制御する。より詳細には、第２制御部７ｅは、切替回路２ｅの第１切替部２１ｅにおいて可動接点２１０が第１固定接点２１１と第２固定接点２１２との一方に接続されるように第１切替部２１ｅの状態を制御する。ここにおいて、第２制御部７ｅは、駆動回路６ｅを制御することによって第１切替部２１ｅの状態を制御する。 The second control unit 7e controls the switching circuit 2e. More specifically, the second control unit 7e is a first switching unit so that the movable contact 210 is connected to one of the first fixed contact 211 and the second fixed contact 212 in the first switching unit 21e of the switching circuit 2e. The state of 21e is controlled. Here, the second control unit 7e controls the state of the first switching unit 21e by controlling the drive circuit 6e.
　（６．３）双方向チョッパ回路の動作
　（６．３．１）降圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｅの降圧動作の期間において、第１切替部２１ｅは、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうち第１入出力端子Ｔ１に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｅの降圧動作の期間において、第１切替部２１ｅでは、可動接点２１０が、第１固定接点２１１に接続され、第２固定接点２１２には接続されていない。また、双方向チョッパ回路１０ｅの降圧動作の期間において、第２切替部２２ａは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｅの降圧動作の期間において、第２切替部２２ａでは、ダイオードＤ３がオン状態であり、第４ダイオードＤ４がオフ状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｅの降圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (6.3) Operation of the bidirectional chopper circuit (6.3.1) Step-down operation During the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, the first switching unit 21e first inputs / outputs the third input / output terminal T3. It is connected to the first input / output terminal T1 of the terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, in the first switching unit 21e, the movable contact 210 is connected to the first fixed contact 211 and not to the second fixed contact 212. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, the second switching unit 22a uses the fourth input / output terminal T4 as the second of the inductor 3 among the second terminal 32 of the inductor 3 and the second input / output terminal T2. It is connected to the terminal 32. More specifically, during the step-down operation of the bidirectional chopper circuit 10e, the diode D3 is in the on state and the fourth diode D4 is in the off state in the second switching unit 22a. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０ｅは、降圧動作の場合、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に入力される第１入力電圧Ｖｉｎ１（図１５Ａ及び１５Ｂ参照）を第１入力電圧Ｖｉｎ１よりも低い第１出力電圧Ｖｏｕｔ１（図１５Ａ及び１５Ｂ参照）に変換して第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に出力する。 In the case of the step-down operation, the bidirectional chopper circuit 10e uses the first input voltage Vin1 (see FIGS. 15A and 15B) input between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2 as the first input voltage Vin1. It is converted to a lower first output voltage Vout1 (see FIGS. 15A and 15B) and output between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ｅは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図１５Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｅでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第１入出力端子Ｔ１－第１固定接点２１１－可動接点２１０－第２キャパシタＣ２－第３ダイオードＤ３－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第２入出力端子Ｔ２の経路で流れる。これにより、双方向チョッパ回路１０ｅは、インダクタ３を励磁し、かつ、第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10e, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 15A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10e, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the first input / output terminal T1-first fixed contact 211-movable contact 210-second capacitor C2-third diode D3-inductor 3. -It flows through the path of the semiconductor switching element Q1-second input / output terminal T2. As a result, the bidirectional chopper circuit 10e excites the inductor 3 and charges the second capacitor C2.
　双方向チョッパ回路１０ｅは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図１５Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｅでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１固定接点２１１－可動接点２１０－第２キャパシタＣ２－第３ダイオードＤ３－インダクタ３の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｅは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10e, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 15B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10e, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the inductor 3-first diode D1-first fixed contact 211-movable contact 210-second capacitor C2-third diode D3-inductor. It flows in 3 routes. The bidirectional chopper circuit 10e charges the second capacitor C2 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　双方向チョッパ回路１０ｅでは、双方向チョッパ回路１０ａと同様、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１の理論値は、Ｖｏｕｔ１＝Ｄ×Ｖｉｎ１で求められる。 In the bidirectional chopper circuit 10e, the theoretical value of the first output voltage Vout1 is obtained by Vout1 = D × Vin1 as in the bidirectional chopper circuit 10a.
　（６．３．２）昇圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｅの昇圧動作の期間において、第１切替部２１ｅは、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｅの昇圧動作の期間において、第１切替部２１ｅでは、可動接点２１０が、第２固定接点２１２に接続され、第１固定接点２１１には接続されていない。また、双方向チョッパ回路１０ｅの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ａは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうち第２入出力端子Ｔ２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｅの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ａでは、第３ダイオードＤ３がオフ状態であり、第４ダイオードＤ４がオン状態である。また、双方向チョッパ回路１０ｅの昇圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (6.3.2) Boosting operation During the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, the first switching unit 21e uses the third input / output terminal T3 as the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. Of these, it is connected to the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, in the first switching unit 21e, the movable contact 210 is connected to the second fixed contact 212 and not to the first fixed contact 211. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, the second switching unit 22a uses the fourth input / output terminal T4 as the second input / output terminal of the second terminal 32 and the second input / output terminal T2 of the inductor 3. It is connected to T2. More specifically, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, the third diode D3 is in the off state and the fourth diode D4 is in the on state in the second switching unit 22a. Further, during the step-up operation period of the bidirectional chopper circuit 10e, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０ｅは、昇圧動作の場合、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に入力される第２入力電圧Ｖｉｎ２（図１６Ａ及び１６Ｂ参照）を第２入力電圧Ｖｉｎ２よりも高い第２出力電圧Ｖｏｕｔ２（図１６Ａ及び１６Ｂ参照）に変換して第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に出力する。 In the case of boosting operation, the bidirectional chopper circuit 10e uses the second input voltage Vin2 (see FIGS. 16A and 16B) input between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4 as the second input voltage Vin2. It is converted into a higher second output voltage Vout2 (see FIGS. 16A and 16B) and output between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2.
　双方向チョッパ回路１０ｅは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのとき、図１６Ａに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｅでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－可動接点２０１－第２固定接点２１２－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第４ダイオードＤ４－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。 In the bidirectional chopper circuit 10e, when the semiconductor switching element Q1 is on, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 16A. That is, in the bidirectional chopper circuit 10e, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the third input / output terminal T3-movable contact 201-second fixed contact 212-inductor 3-semiconductor switching element Q1-fourth diode D4. -Flows through the path of the 4th input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ｅは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、図１６Ｂに破線矢印で示す経路で電流が流れる。すなわち、双方向チョッパ回路１０ｅでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－可動接点２１０－第２固定接点２１２－インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１キャパシタＣ１－第４ダイオードＤ４－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｅは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第１キャパシタＣ１を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10e, when the semiconductor switching element Q1 is off, a current flows along the path shown by the broken line arrow in FIG. 16B. That is, in the bidirectional chopper circuit 10e, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the third input / output terminal T3-movable contact 210-second fixed contact 212-inductor 3-first diode D1-first capacitor C1. -Flows along the path of the 4th diode D4-4th input / output terminal T4. The bidirectional chopper circuit 10e charges the first capacitor C1 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　第２出力電圧Ｖｏｕｔ２の理論値は、Ｖｏｕｔ２＝｛１／（１－Ｄ）｝×Ｖｉｎ２で求められる。 The theoretical value of the second output voltage Vout2 is obtained by Vout2 = {1 / (1-D)} × Vin2.
　（６．４）まとめ
　実施形態６に係る双方向チョッパ回路１０ｅは、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とを含むスイッチング回路１と、切替回路２ｅと、を備え、スイッチング回路１において半導体スイッチング素子Ｑ１に直列接続されている別の半導体スイッチング素子を備えていないので、信頼性の向上を図ることが可能となる。 (6.4) Summary The bidirectional chopper circuit 10e according to the sixth embodiment includes a switching circuit 1 including a semiconductor switching element Q1, a first diode D1 and a second diode D2, and a switching circuit 2e, and is a switching circuit. In No. 1, another semiconductor switching element connected in series to the semiconductor switching element Q1 is not provided, so that the reliability can be improved.
　（実施形態７）
　以下、実施形態７に係る双方向チョッパ回路１０ｆについて、図１７及び１８に基づいて説明する。 (Embodiment 7)
Hereinafter, the bidirectional chopper circuit 10f according to the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18.
　（７．１）双方向チョッパ回路の全体構成
　実施形態７に係る双方向チョッパ回路１０ｆは、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と略同じであり、切替回路２及び第２制御部７の代わりに切替回路２ｆ及び第２制御部７ｆを備える点で、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と相違する。実施形態７に係る双方向チョッパ回路１０ｆに関し、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。 (7.1) Overall Configuration of Bidirectional Chopper Circuit The bidirectional chopper circuit 10f according to the seventh embodiment is substantially the same as the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment, and the switching circuit 2 and the second control unit 7 have the same. It differs from the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment in that it includes a switching circuit 2f and a second control unit 7f instead. Regarding the bidirectional chopper circuit 10f according to the seventh embodiment, the same components as those of the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
　（７．２）双方向チョッパ回路の詳細
　双方向チョッパ回路１０ｆは、第１入出力端子Ｔ１、第２入出力端子Ｔ２、第３入出力端子Ｔ３及び第４入出力端子Ｔ４と、第１蓄積回路１１と、第２蓄積回路１２と、インダクタ３と、スイッチング回路１と、切替回路２ｆと、駆動回路４と、第１制御部５と、２つの駆動回路６１ｆ、６２ｆと、第２制御部７ｆと、を備える。 (7.2) Details of the bidirectional chopper circuit The bidirectional chopper circuit 10f has a first input / output terminal T1, a second input / output terminal T2, a third input / output terminal T3, a fourth input / output terminal T4, and a first storage. The circuit 11, the second storage circuit 12, the inductor 3, the switching circuit 1, the switching circuit 2f, the drive circuit 4, the first control unit 5, the two drive circuits 61f and 62f, and the second control unit. 7f and.
　切替回路２ｆは、実施形態１に係る双方向チョッパ回路１０における切替回路２の第１切替部２１及び第２切替部２２の代わりに、第１切替部２１ｆ及び第２切替部２２ｆを含んでいる。 The switching circuit 2f includes a first switching unit 21f and a second switching unit 22f instead of the first switching unit 21 and the second switching unit 22 of the switching circuit 2 in the bidirectional chopper circuit 10 according to the first embodiment. ..
　第１切替部２１ｆは、第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第１切替部２１ｆは、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第１切替部２１ｆにおいて、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ第１ダイオードＤ１を介さずに電気的に接続することを意味する。 The first switching unit 21f is connected between the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. The first switching unit 21f exclusively connects the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the third input / output terminal T3 is first input in the first switching unit 21f. The third input / output terminal T3 is connected only to one of the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. 1 It means that it is electrically connected without going through the diode D1.
　第１切替部２１ｆは、第３入出力端子Ｔ３に接続された第１可動接点２１０ｆと、第１入出力端子Ｔ１に接続された第１固定接点２１１ｆと、インダクタ３の第２端子３２に接続された第２固定接点２１２ｆと、を有するｃ接点構成の第１リレーである。第１リレーは、電磁リレーであるが、これに限らず、例えば、ＭＥＭＳリレーであってもよい。第１切替部２１ｆは、駆動回路６１ｆによって駆動される。切替回路２ｆでは、第１切替部２１ｆの第２固定接点２１２ｆが、第２切替部２２ｆに接続されている。 The first switching unit 21f is connected to the first movable contact 210f connected to the third input / output terminal T3, the first fixed contact 211f connected to the first input / output terminal T1, and the second terminal 32 of the inductor 3. It is a first relay having a c-contact configuration having a second fixed contact 212f. The first relay is an electromagnetic relay, but is not limited to this, and may be, for example, a MEMS relay. The first switching unit 21f is driven by the drive circuit 61f. In the switching circuit 2f, the second fixed contact 212f of the first switching unit 21f is connected to the second switching unit 22f.
　第２切替部２２ｆは、第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との間に接続されている。第２切替部２２ｆは、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する。「第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２とに排他的に接続する」とは、第２切替部２２ｆにおいて、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との両方に同時に接続することなく、第４入出力端子Ｔ４を第２入出力端子Ｔ２とインダクタ３の第２端子３２との一方に対してのみ半導体スイッチング素子Ｑ１及び第２ダイオードＤ２を介さずに電気的に接続することを意味する。 The second switching unit 22f is connected between the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. The second switching unit 22f exclusively connects the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3. "Exclusively connecting the fourth input / output terminal T4 to the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3" means that the fourth input / output terminal T4 is secondly input in the second switching unit 22f. The fourth input / output terminal T4 is connected only to one of the second input / output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 without connecting to both the output terminal T2 and the second terminal 32 of the inductor 3 at the same time. It means that they are electrically connected without the switching element Q1 and the second diode D2.
　第２切替部２２ｆは、第４入出力端子Ｔ４に接続された第２可動接点２２０ｆと、インダクタ３の第２端子３２に接続されている第３固定接点２２１ｆと、第２入出力端子Ｔ２に接続された第４固定接点２２２ｆと、を有するｃ接点構成の第２リレーである。第２リレーは、電磁リレーであるが、これに限らず、例えば、ＭＥＭＳリレーであってもよい。第２切替部２２ｆは、駆動回路６２ｆによって駆動される。切替回路２ｆでは、第２切替部２２ｆの第３固定接点２２１ｆが、第１切替部２１ｆの第２固定接点２１２ｆに接続されている。 The second switching unit 22f is connected to the second movable contact 220f connected to the fourth input / output terminal T4, the third fixed contact 221f connected to the second terminal 32 of the inductor 3, and the second input / output terminal T2. It is a second relay having a c-contact configuration having a connected fourth fixed contact 222f. The second relay is an electromagnetic relay, but is not limited to this, and may be, for example, a MEMS relay. The second switching unit 22f is driven by the drive circuit 62f. In the switching circuit 2f, the third fixed contact 221f of the second switching unit 22f is connected to the second fixed contact 212f of the first switching unit 21f.
　第２制御部７ｆは、切替回路２ｆを制御する。より詳細には、第２制御部７ｆは、切替回路２ｆの第１切替部２１ｆにおいて第１可動接点２１０ｆが第１固定接点２１１ｆと第２固定接点２１２ｆとの一方に接続されるように第１切替部２１ｆの状態を制御する。ここにおいて、第２制御部７ｆは、駆動回路６１ｆを制御することによって第１切替部２１ｆの状態を制御する。また、第２制御部７ｆは、切替回路２ｆの第２切替部２２ｆにおいて第２可動接点２２０ｆが第３固定接点２２１ｆと第４固定接点２２２ｆとの一方に接続されるように第２切替部２２ｆの状態を制御する。ここにおいて、第２制御部７ｆは、駆動回路６２ｆを制御することによって第２切替部２２ｆの状態を制御する。 The second control unit 7f controls the switching circuit 2f. More specifically, in the second control unit 7f, the first movable contact 210f is connected to one of the first fixed contact 211f and the second fixed contact 212f in the first switching unit 21f of the switching circuit 2f. The state of the switching unit 21f is controlled. Here, the second control unit 7f controls the state of the first switching unit 21f by controlling the drive circuit 61f. Further, in the second control unit 7f, the second switching unit 22f is connected so that the second movable contact 220f is connected to one of the third fixed contact 221f and the fourth fixed contact 222f in the second switching unit 22f of the switching circuit 2f. Control the state of. Here, the second control unit 7f controls the state of the second switching unit 22f by controlling the drive circuit 62f.
　（７．３）双方向チョッパ回路の動作
　（７．３．１）降圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｆの降圧動作の期間において、第１切替部２１ｆは、図１７に示すように、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうち第１入出力端子Ｔ１に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｆの降圧動作の期間において、第１切替部２１ｆでは、第１可動接点２１０ｆが第１固定接点２１１ｆに接続され、第２固定接点２１２ｆには接続されていない。また、双方向チョッパ回路１０ｆの降圧動作の期間において、第２切替部２２ｆでは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｆの降圧動作の期間において、第２切替部２２ｆでは、第２可動接点２２０ｆが第３固定接点２２１ｆに接続され、第４固定接点２２２ｆには接続されていない。また、双方向チョッパ回路１０ｆの降圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (7.3) Operation of the bidirectional chopper circuit (7.3.1) Step-down operation During the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, the first switching unit 21f has a third input / output as shown in FIG. The terminal T3 is connected to the first input / output terminal T1 of the first input / output terminal T1 and the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, in the first switching unit 21f, the first movable contact 210f is connected to the first fixed contact 211f and not to the second fixed contact 212f. .. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, in the second switching unit 22f, the fourth input / output terminal T4 is the second of the inductor 3 of the second terminal 32 of the inductor 3 and the second input / output terminal T2. It is connected to the terminal 32. More specifically, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, in the second switching unit 22f, the second movable contact 220f is connected to the third fixed contact 221f and not to the fourth fixed contact 222f. .. Further, during the step-down operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０ｆは、降圧動作の場合、第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に入力される第１入力電圧Ｖｉｎ１を第１入力電圧Ｖｉｎ１よりも低い第１出力電圧Ｖｏｕｔ１に変換して第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に出力する。 In the bidirectional chopper circuit 10f, in the case of step-down operation, the first input voltage Vin1 input between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2 is lower than the first input voltage Vin1. It is converted to Vout1 and output between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ｆでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第１入出力端子Ｔ１－第１固定接点２１１ｆ－第１可動接点２１０ｆ－第２キャパシタＣ２－第２可動接点２２０ｆ－第３固定接点２２１ｆ－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第２入出力端子Ｔ２の経路で流れる。これにより、双方向チョッパ回路１０ｆは、インダクタ３を励磁し、かつ、第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10f, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the first input / output terminal T1-first fixed contact 211f-first movable contact 210f-second capacitor C2-second movable contact 220f-first. 3 Fixed contact 221f-Inductor 3-Semiconductor switching element Q1-Flows through the path of the second input / output terminal T2. As a result, the bidirectional chopper circuit 10f excites the inductor 3 and charges the second capacitor C2.
　双方向チョッパ回路１０ｆでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１固定接点２１１ｆ－第１可動接点２１０ｆ－第２キャパシタＣ２－第２可動接点２２０ｆ－第３固定接点２２１ｆ－インダクタ３の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｆは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第２キャパシタＣ２を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10f, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the inductor 3-first diode D1-first fixed contact 211f-first movable contact 210f-second capacitor C2-second movable contact 220f-. It flows through the path of the third fixed contact 221f-inductor 3. The bidirectional chopper circuit 10f charges the second capacitor C2 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　双方向チョッパ回路１０ｆでは、双方向チョッパ回路１０と同様、第１出力電圧Ｖｏｕｔ１の理論値は、Ｖｏｕｔ１＝Ｄ×Ｖｉｎ１で求められる。 In the bidirectional chopper circuit 10f, the theoretical value of the first output voltage Vout1 is obtained by Vout1 = D × Vin1 as in the bidirectional chopper circuit 10.
　（７．３．２）昇圧動作
　双方向チョッパ回路１０ｆの昇圧動作の期間において、第１切替部２１ｆは、図１８に示すように、第３入出力端子Ｔ３を第１入出力端子Ｔ１とインダクタ３の第２端子３２とのうちインダクタ３の第２端子３２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｆの昇圧動作の期間において、第１切替部２１ｆでは、第１可動接点２１０ｆが、第２固定接点２１２ｆに接続され、第１固定接点２１１ｆには接続されていない。また、双方向チョッパ回路１０ｆの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ｆは、第４入出力端子Ｔ４をインダクタ３の第２端子３２と第２入出力端子Ｔ２とのうち第２入出力端子Ｔ２に接続している。より詳細には、双方向チョッパ回路１０ｆの昇圧動作の期間において、第２切替部２２ｆでは、第２可動接点２２０ｆが、第４固定接点２２２ｆに接続され、第３固定接点２２１ｆには接続されていない。また、双方向チョッパ回路１０ｆの昇圧動作の期間において、スイッチング回路１では半導体スイッチング素子Ｑ１のオン、オフが高周波で交互に繰り返される。 (7.3.2) Boosting operation During the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, the first switching unit 21f sets the third input / output terminal T3 to the first input / output terminal T1 and the inductor as shown in FIG. Of the second terminal 32 of 3, it is connected to the second terminal 32 of the inductor 3. More specifically, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, in the first switching unit 21f, the first movable contact 210f is connected to the second fixed contact 212f and is connected to the first fixed contact 211f. do not have. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, the second switching unit 22f uses the fourth input / output terminal T4 as the second input / output terminal of the second terminal 32 and the second input / output terminal T2 of the inductor 3. It is connected to T2. More specifically, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, in the second switching unit 22f, the second movable contact 220f is connected to the fourth fixed contact 222f and is connected to the third fixed contact 221f. do not have. Further, during the boosting operation period of the bidirectional chopper circuit 10f, the semiconductor switching element Q1 is alternately turned on and off at high frequencies in the switching circuit 1.
　双方向チョッパ回路１０ｆは、昇圧動作の場合、第３入出力端子Ｔ３と第４入出力端子Ｔ４との間に入力される第２入力電圧Ｖｉｎ２を第２入力電圧Ｖｉｎ２よりも高い第２出力電圧Ｖｏｕｔ２に変換して第１入出力端子Ｔ１と第２入出力端子Ｔ２との間に出力する。 In the bidirectional chopper circuit 10f, in the case of boosting operation, the second input voltage Vin2 input between the third input / output terminal T3 and the fourth input / output terminal T4 is higher than the second input voltage Vin2. It is converted to Vout2 and output between the first input / output terminal T1 and the second input / output terminal T2.
　双方向チョッパ回路１０ｆでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオンのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第１可動接点２１０ｆ－第２固定接点２１２ｆ－インダクタ３－半導体スイッチング素子Ｑ１－第４固定接点２２２ｆ－第２可動接点２２０ｆ－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。 In the bidirectional chopper circuit 10f, the current when the semiconductor switching element Q1 is on is the third input / output terminal T3-first movable contact 210f-second fixed contact 212f-inductor 3-semiconductor switching element Q1-fourth fixed contact. It flows through the path of 222f-2nd movable contact 220f-4th input / output terminal T4.
　双方向チョッパ回路１０ｆでは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのときの電流は、第３入出力端子Ｔ３－第１可動接点２１０ｆ－第２固定接点２１２ｆ－インダクタ３－第１ダイオードＤ１－第１キャパシタＣ１－第４固定接点２２２ｆ－第２可動接点２２０ｆ－第４入出力端子Ｔ４の経路で流れる。双方向チョッパ回路１０ｆは、半導体スイッチング素子Ｑ１がオフのとき、インダクタ３の励磁エネルギの放出によって第１キャパシタＣ１を充電する。 In the bidirectional chopper circuit 10f, the current when the semiconductor switching element Q1 is off is the third input / output terminal T3-first movable contact 210f-second fixed contact 212f-inductor 3-first diode D1-first capacitor C1. -Fourth fixed contact 222f-Second movable contact 220f-Flows through the path of the fourth input / output terminal T4. The bidirectional chopper circuit 10f charges the first capacitor C1 by releasing the exciting energy of the inductor 3 when the semiconductor switching element Q1 is off.
　第２出力電圧Ｖｏｕｔ２の理論値は、Ｖｏｕｔ２＝｛１／（１－Ｄ）｝×Ｖｉｎ２で求められる。 The theoretical value of the second output voltage Vout2 is obtained by Vout2 = {1 / (1-D)} × Vin2.
　（７．４）まとめ
　実施形態７に係る双方向チョッパ回路１０ｆは、半導体スイッチング素子Ｑ１と第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２とを含むスイッチング回路１と、切替回路２ｆと、を備え、スイッチング回路１において半導体スイッチング素子Ｑ１に直列接続されている別の半導体スイッチング素子を備えていないので、信頼性の向上を図ることが可能となる。 (7.4) Summary The bidirectional chopper circuit 10f according to the seventh embodiment includes a switching circuit 1 including a semiconductor switching element Q1, a first diode D1 and a second diode D2, and a switching circuit 2f, and is a switching circuit. In No. 1, another semiconductor switching element connected in series to the semiconductor switching element Q1 is not provided, so that the reliability can be improved.
　（変形例）
　上記の実施形態１～７は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記の実施形態１～７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。 (Modification example)
The above embodiments 1 to 7 are only one of the various embodiments of the present disclosure. The above embodiments 1 to 7 can be variously modified according to the design and the like as long as the object of the present disclosure can be achieved.
　例えば、半導体スイッチング素子Ｑ１は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。また、半導体スイッチング素子Ｑ１を構成するＭＯＳＦＥＴは、Ｓｉ系ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えば、ＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴであってもよい。また、半導体スイッチング素子Ｑ１は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えば、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）又はＧａＮ系ＧＩＴ（Gate Injection Transistor）であってもよい。 For example, the semiconductor switching element Q1 is not limited to the n-channel MOSFET, but may be a p-channel MOSFET. Further, the MOSFET constituting the semiconductor switching element Q1 is not limited to the Si-based MOSFET, and may be, for example, a SiC-based MOSFET. Further, the semiconductor switching element Q1 is not limited to the MOSFET, and may be, for example, a bipolar transistor, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or a GaN-based GIT (Gate Injection Transistor).
　（態様）
　以上説明した実施形態１～７及び変形例等から、本明細書には、以下の態様が開示されている。 (Aspect)
From the above-described embodiments 1 to 7 and modifications, the following aspects are disclosed in the present specification.
　第１の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ；１０ｆ）は、第１入出力端子（Ｔ１）、第２入出力端子（Ｔ２）、第３入出力端子（Ｔ３）及び第４入出力端子（Ｔ４）と、第１蓄積回路（１１；１１ｄ）と、第２蓄積回路（１２；１２ｄ）と、スイッチング回路（１；１ｂ）と、インダクタ（３）と、切替回路（２；２ａ；２ｃ；２ｅ；２ｆ）と、を備える。第１蓄積回路（１１；１１ｄ）は、第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に接続されている。第１蓄積回路（１１；１１ｄ）は、少なくとも１つの第１キャパシタ（Ｃ１；Ｃ１１）を有する。第２蓄積回路（１２；１２ｄ）は、第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に接続されている。第２蓄積回路（１２；１２ｄ）は、少なくとも１つの第２キャパシタ（Ｃ２；Ｃ１２）を有する。スイッチング回路（１；１ｂ）は、第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に接続されている。インダクタ（３）は、第１端子（３１）及び第２端子（３２）を有する。スイッチング回路（１；１ｂ）は、半導体スイッチング素子（Ｑ１）と第１ダイオード（Ｄ１）との直列回路と、第２ダイオード（Ｄ２）と、を有する。半導体スイッチング素子（Ｑ１）と第１ダイオード（Ｄ１）との直列回路は、第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に接続されている。第２ダイオード（Ｄ２）は、半導体スイッチング素子（Ｑ１）に並列接続されており、第１ダイオード（Ｄ１）に直列接続されている。インダクタ（３）の第１端子（３１）は、半導体スイッチング素子（Ｑ１）と第１ダイオード（Ｄ１）との間に接続されている。切替回路（２；２ａ；２ｃ；２ｅ；２ｆ）は、第１切替部（２１；２１ｃ；２１ｅ；２１ｆ）と、第２切替部（２２；２２ａ；２２ｃ；２２ｆ）と、を含む。第１切替部（２１；２１ｃ；２１ｅ；２１ｆ）は、第１入出力端子（Ｔ１）とインダクタ（３）の第２端子（３２）との間に接続されている。第１切替部（２１；２１ｃ；２１ｅ；２１ｆ）は、第３入出力端子（Ｔ３）を第１入出力端子（Ｔ１）とインダクタ（３）の第２端子（３２）とに排他的に接続する。第２切替部（２２；２２ａ；２２ｃ；２２ｆ）は、第２入出力端子（Ｔ２）とインダクタ（３）の第２端子（３２）との間に接続されている。第２切替部（２２；２２ａ；２２ｃ；２２ｆ）は、第４入出力端子（Ｔ４）を第２入出力端子（Ｔ２）とインダクタ（３）の第２端子（３２）とに排他的に接続する。 The bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 10e; 10f) according to the first aspect has a first input / output terminal (T1), a second input / output terminal (T2), and a third input / output terminal. (T3), the fourth input / output terminal (T4), the first storage circuit (11; 11d), the second storage circuit (12; 12d), the switching circuit (1; 1b), and the inductor (3). , A switching circuit (2; 2a; 2c; 2e; 2f). The first storage circuit (11; 11d) is connected between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2). The first storage circuit (11; 11d) has at least one first capacitor (C1; C11). The second storage circuit (12; 12d) is connected between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4). The second storage circuit (12; 12d) has at least one second capacitor (C2; C12). The switching circuit (1; 1b) is connected between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2). The inductor (3) has a first terminal (31) and a second terminal (32). The switching circuit (1; 1b) includes a series circuit of the semiconductor switching element (Q1) and the first diode (D1), and a second diode (D2). The series circuit of the semiconductor switching element (Q1) and the first diode (D1) is connected between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2). The second diode (D2) is connected in parallel to the semiconductor switching element (Q1) and is connected in series to the first diode (D1). The first terminal (31) of the inductor (3) is connected between the semiconductor switching element (Q1) and the first diode (D1). The switching circuit (2; 2a; 2c; 2e; 2f) includes a first switching unit (21; 21c; 21e; 21f) and a second switching unit (22; 22a; 22c; 22f). The first switching unit (21; 21c; 21e; 21f) is connected between the first input / output terminal (T1) and the second terminal (32) of the inductor (3). The first switching unit (21; 21c; 21e; 21f) exclusively connects the third input / output terminal (T3) to the first input / output terminal (T1) and the second terminal (32) of the inductor (3). do. The second switching unit (22; 22a; 22c; 22f) is connected between the second input / output terminal (T2) and the second terminal (32) of the inductor (3). The second switching unit (22; 22a; 22c; 22f) exclusively connects the fourth input / output terminal (T4) to the second input / output terminal (T2) and the second terminal (32) of the inductor (3). do.
　第１の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ；１０ｆ）は、信頼性の向上を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 10e; 10f) according to the first aspect can improve reliability.
　第２の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｄ）は、第１の態様に基づく。スイッチング回路（１）では、第１ダイオード（Ｄ１）のカソードが第１入出力端子（Ｔ１）に接続され、第１ダイオード（Ｄ１）のアノードが半導体スイッチング素子（Ｑ１）を介して第２入出力端子（Ｔ２）に接続されている。 The bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10d) according to the second aspect is based on the first aspect. In the switching circuit (1), the cathode of the first diode (D1) is connected to the first input / output terminal (T1), and the anode of the first diode (D1) is the second input / output via the semiconductor switching element (Q1). It is connected to the terminal (T2).
　第３の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ｂ；１０ｃ）は、第１の態様に基づく。スイッチング回路（１ｂ）では、第１ダイオード（Ｄ１）のアノードが第２入出力端子（Ｔ２）に接続され、第１ダイオード（Ｄ１）のカソードが半導体スイッチング素子（Ｑ１）を介して第１入出力端子（Ｔ１）に接続されている。 The bidirectional chopper circuit (10b; 10c) according to the third aspect is based on the first aspect. In the switching circuit (1b), the anode of the first diode (D1) is connected to the second input / output terminal (T2), and the cathode of the first diode (D1) is the first input / output via the semiconductor switching element (Q1). It is connected to the terminal (T1).
　第４の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ｄ）では、第２の態様において、第１切替部（２１）は、第１入出力端子（Ｔ１）に接続されている第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）とインダクタ（３）の第２端子（３２）との間に接続されている第２半導体スイッチ（ＳＷ２）と、を有する。第１切替部（２１）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と第２半導体スイッチ（ＳＷ２）との接続点（Ｎ１）に第３入出力端子（Ｔ３）が接続されている。第２切替部（２２）は、インダクタ（３）の第２端子（３２）に接続されている第３半導体スイッチ（ＳＷ３）と、第３半導体スイッチ（ＳＷ３）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に接続されている第４半導体スイッチ（ＳＷ４）と、を有する。第２切替部（２２）では、第３半導体スイッチ（ＳＷ３）と第４半導体スイッチ（ＳＷ４）との接続点（Ｎ２）に第４入出力端子（Ｔ４）が接続されている。 In the bidirectional chopper circuit (10; 10d) according to the fourth aspect, in the second aspect, the first switching unit (21) is the first semiconductor switch (T1) connected to the first input / output terminal (T1). It has a SW1) and a second semiconductor switch (SW2) connected between the first semiconductor switch (SW1) and the second terminal (32) of the inductor (3). In the first switching unit (21), the third input / output terminal (T3) is connected to the connection point (N1) between the first semiconductor switch (SW1) and the second semiconductor switch (SW2). The second switching unit (22) includes a third semiconductor switch (SW3) connected to the second terminal (32) of the inductor (3), a third semiconductor switch (SW3), and a second input / output terminal (T2). It has a fourth semiconductor switch (SW4) connected to and from. In the second switching unit (22), the fourth input / output terminal (T4) is connected to the connection point (N2) between the third semiconductor switch (SW3) and the fourth semiconductor switch (SW4).
　第５の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ｂ）では、第３の態様において、第１切替部（２１）は、第１入出力端子（Ｔ１）に接続されている第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）とインダクタ（３）の第２端子（３２）との間に接続されている第２半導体スイッチ（ＳＷ２）と、を有する。第１切替部（２１）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と第２半導体スイッチ（ＳＷ２）との接続点（Ｎ１）に第３入出力端子（Ｔ３）が接続されている。第２切替部（２２）は、インダクタ（３）の第２端子（３２）に接続されている第３半導体スイッチ（ＳＷ３）と、第３半導体スイッチ（ＳＷ３）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に接続されている第４半導体スイッチ（ＳＷ４）と、を有する。第２切替部（２２）では、第３半導体スイッチ（ＳＷ３）と第４半導体スイッチ（ＳＷ４）との接続点（Ｎ２）に第４入出力端子（Ｔ４）が接続されている。 In the bidirectional chopper circuit (10b) according to the fifth aspect, in the third aspect, the first switching unit (21) is the first semiconductor switch (SW1) connected to the first input / output terminal (T1). And a second semiconductor switch (SW2) connected between the first semiconductor switch (SW1) and the second terminal (32) of the inductor (3). In the first switching unit (21), the third input / output terminal (T3) is connected to the connection point (N1) between the first semiconductor switch (SW1) and the second semiconductor switch (SW2). The second switching unit (22) includes a third semiconductor switch (SW3) connected to the second terminal (32) of the inductor (3), a third semiconductor switch (SW3), and a second input / output terminal (T2). It has a fourth semiconductor switch (SW4) connected to and from. In the second switching unit (22), the fourth input / output terminal (T4) is connected to the connection point (N2) between the third semiconductor switch (SW3) and the fourth semiconductor switch (SW4).
　第５の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ｂ）は、低コスト化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10b) according to the fifth aspect can reduce the cost.
　第６の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ａ）では、第２の態様において、第１切替部（２１）は、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）と、を有する。第１半導体スイッチ（ＳＷ１）は、第１入出力端子（Ｔ１）に接続されている。第２半導体スイッチ（ＳＷ２）は、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）とインダクタ（３）の第２端子（３２）との間に接続されている。第１切替部（２１）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と第２半導体スイッチ（ＳＷ２）との接続点（Ｎ１）に第３入出力端子（Ｔ３）が接続されている。第２切替部（２２ａ）は、第３ダイオード（Ｄ３）と、第４ダイオード（Ｄ４）と、を有する。第３ダイオード（Ｄ３）は、インダクタ（３）の第２端子（３２）に第３ダイオード（Ｄ３）のカソードが接続されている。第４ダイオード（Ｄ４）と、第３ダイオード（Ｄ３）に直列接続されている。第４ダイオード（Ｄ４）では、第４ダイオード（Ｄ４）のアノードが第２入出力端子（Ｔ２）に接続されている。第２切替部（２２ａ）では、第３ダイオード（Ｄ３）と第４ダイオード（Ｄ４）との接続点（Ｎ３）に第４入出力端子（Ｔ４）が接続されている。 In the bidirectional chopper circuit (10a) according to the sixth aspect, in the second aspect, the first switching unit (21) has a first semiconductor switch (SW1) and a second semiconductor switch (SW2). .. The first semiconductor switch (SW1) is connected to the first input / output terminal (T1). The second semiconductor switch (SW2) is connected between the first semiconductor switch (SW1) and the second terminal (32) of the inductor (3). In the first switching unit (21), the third input / output terminal (T3) is connected to the connection point (N1) between the first semiconductor switch (SW1) and the second semiconductor switch (SW2). The second switching unit (22a) has a third diode (D3) and a fourth diode (D4). In the third diode (D3), the cathode of the third diode (D3) is connected to the second terminal (32) of the inductor (3). It is connected in series to the fourth diode (D4) and the third diode (D3). In the fourth diode (D4), the anode of the fourth diode (D4) is connected to the second input / output terminal (T2). In the second switching unit (22a), the fourth input / output terminal (T4) is connected to the connection point (N3) between the third diode (D3) and the fourth diode (D4).
　第６の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ａ）は、低コスト化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10a) according to the sixth aspect can reduce the cost.
　第７の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ｃ）では、第３の態様において、第１切替部（２１ｃ）は、第３ダイオード（Ｄ３）と、第４ダイオード（Ｄ４）と、を有する。第３ダイオード（Ｄ３）では、第１入出力端子（Ｔ１）に第３ダイオード（Ｄ３）のカソードが接続されている。第４ダイオード（Ｄ４）は、第３ダイオード（Ｄ３）に直列接続されている。第４ダイオード（Ｄ４）では、第４ダイオード（Ｄ４）のアノードがインダクタ（３）の第２端子（３２）に接続されている。第１切替部（２１ｃ）では、第３ダイオード（Ｄ３）と第４ダイオード（Ｄ４）との接続点（Ｎ３）に第３入出力端子（Ｔ３）が接続されている。第２切替部（２２ｃ）は、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）と、を有する。第１半導体スイッチ（ＳＷ１）は、インダクタ（３）の第２端子（３２）に接続されている。第２半導体スイッチ（ＳＷ２）は、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に接続されている。第２切替部（２２ｃ）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）と第２半導体スイッチ（ＳＷ２）との接続点（Ｎ１）に第４入出力端子（Ｔ４）が接続されている。 In the bidirectional chopper circuit (10c) according to the seventh aspect, in the third aspect, the first switching unit (21c) has a third diode (D3) and a fourth diode (D4). In the third diode (D3), the cathode of the third diode (D3) is connected to the first input / output terminal (T1). The fourth diode (D4) is connected in series with the third diode (D3). In the fourth diode (D4), the anode of the fourth diode (D4) is connected to the second terminal (32) of the inductor (3). In the first switching unit (21c), the third input / output terminal (T3) is connected to the connection point (N3) between the third diode (D3) and the fourth diode (D4). The second switching unit (22c) has a first semiconductor switch (SW1) and a second semiconductor switch (SW2). The first semiconductor switch (SW1) is connected to the second terminal (32) of the inductor (3). The second semiconductor switch (SW2) is connected between the first semiconductor switch (SW1) and the second input / output terminal (T2). In the second switching unit (22c), the fourth input / output terminal (T4) is connected to the connection point (N1) between the first semiconductor switch (SW1) and the second semiconductor switch (SW2).
　第７の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ｃ）は、低コスト化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10c) according to the seventh aspect can reduce the cost.
　第８の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ；１０ｆ）では、第１～７の態様のいずれか一つにおいて、半導体スイッチング素子（Ｑ１）は、第１主端子及び第２主端子を有する。半導体スイッチング素子（Ｑ１）は、第１主端子及び第２主端子がそれぞれドレイン端子及びソース端子からなるｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。第２ダイオード（Ｄ２）は、半導体スイッチング素子（Ｑ１）を構成するｎチャネルＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードである。 In the bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 10e; 10f) according to the eighth aspect, in any one of the first to seventh aspects, the semiconductor switching element (Q1) is the first. It has a main terminal and a second main terminal. The semiconductor switching element (Q1) is an n-channel MOSFET in which the first main terminal and the second main terminal are composed of a drain terminal and a source terminal, respectively. The second diode (D2) is a parasitic diode of the n-channel MOSFET constituting the semiconductor switching element (Q1).
　第８の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ；１０ｆ）は、第２ダイオード（Ｄ２）として外付けのダイオードを備える必要がなく、半導体スイッチング素子（Ｑ１）がＩＧＢＴである場合と比べて、低コスト化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 10e; 10f) according to the eighth aspect does not need to include an external diode as the second diode (D2), and is a semiconductor switching element (Q1). Compared with the case where is an IGBT, it is possible to reduce the cost.
　第９の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ；１０ｆ）では、第８の態様において、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴは、Ｓｉ系ＭＯＳＦＥＴである。第１ダイオード（Ｄ１）は、Ｓｉダイオードである。 In the bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 10e; 10f) according to the ninth aspect, in the eighth aspect, the n-channel MOSFET is a Si-based MOSFET. The first diode (D1) is a Si diode.
　第９の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ；１０ｆ）は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴがＳｉＣ系ＭＯＳＦＥＴである場合と比べて、低コスト化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 10e; 10f) according to the ninth aspect can be reduced in cost as compared with the case where the n-channel MOSFET is a SiC system MOSFET. Become.
　第１０の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ｂ；１０ｄ）では、第４又は５の態様において、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）、第３半導体スイッチ（ＳＷ３）及び第４半導体スイッチ（ＳＷ４）の各々は、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである。 In the bidirectional chopper circuit (10; 10b; 10d) according to the tenth aspect, in the fourth or fifth aspect, the first semiconductor switch (SW1), the second semiconductor switch (SW2), and the third semiconductor switch (SW3) Each of the fourth semiconductor switch (SW4) is a normally-off type Si-based MOSFET.
　第１０の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ｂ；１０ｄ）は、低コスト化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10; 10b; 10d) according to the tenth aspect can reduce the cost.
　第１１の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ａ；１０ｃ）では、第６又は７の態様において、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）及び第２半導体スイッチ（ＳＷ２）の各々は、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである。 In the bidirectional chopper circuit (10a; 10c) according to the eleventh aspect, in the sixth or seventh aspect, each of the first semiconductor switch (SW1) and the second semiconductor switch (SW2) is a normally-off type Si-based MOSFET. Is.
　第１１の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ａ；１０ｃ）は、低コスト化を図ることが可能となる。 The bidirectional chopper circuit (10a; 10c) according to the eleventh aspect can reduce the cost.
　第１２の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ｄ）は、第４の態様に基づく。双方向チョッパ回路（１０；１０ｄ）は、降圧動作と、昇圧動作と、が可能である。降圧動作は、第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に入力される第１入力電圧（Ｖｉｎ１）を第１入力電圧（Ｖｉｎ１）よりも低い第１出力電圧（Ｖｏｕｔ１）に変換して第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に出力する。昇圧動作は、第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に入力される第２入力電圧（Ｖｉｎ２）を第２入力電圧（Ｖｉｎ２）よりも高い第２出力電圧（Ｖｏｕｔ２）に変換して第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に出力する。降圧動作の場合、降圧動作の期間において、切替回路（２）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）及び第３半導体スイッチ（ＳＷ３）の各々がオン状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）及び第４半導体スイッチ（ＳＷ４）の各々がオフ状態であり、スイッチング回路（１）では半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。昇圧動作の場合、昇圧動作の期間において、切替回路（２）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）及び第３半導体スイッチ（ＳＷ３）の各々がオフ状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）及び第４半導体スイッチ（ＳＷ４）の各々がオン状態であり、スイッチング回路（１）では、半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。 The bidirectional chopper circuit (10; 10d) according to the twelfth aspect is based on the fourth aspect. The bidirectional chopper circuit (10; 10d) is capable of step-down operation and step-up operation. In the step-down operation, the first input voltage (Vin1) input between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2) is lower than the first input voltage (Vin1). It is converted to (Vout1) and output between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4). In the boost operation, the second input voltage (Vin2) input between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4) is higher than the second input voltage (Vin2). It is converted to (Vout2) and output between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2). In the case of step-down operation, in the switching circuit (2), each of the first semiconductor switch (SW1) and the third semiconductor switch (SW3) is in the ON state and the second semiconductor switch (SW2) is in the step-down operation period. Each of the fourth semiconductor switch (SW4) is in the off state, and the semiconductor switching element (Q1) is alternately turned on and off in the switching circuit (1). In the case of boosting operation, in the switching circuit (2), each of the first semiconductor switch (SW1) and the third semiconductor switch (SW3) is in the off state and the second semiconductor switch (SW2) is in the boosting operation period. Each of the fourth semiconductor switch (SW4) is in the ON state, and in the switching circuit (1), the semiconductor switching element (Q1) is alternately turned on and off.
　第１３の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ｂ）は、第５の態様に基づく。双方向チョッパ回路（１０ｂ）は、降圧動作と、昇圧動作と、が可能である。降圧動作は、第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に入力される第１入力電圧（Ｖｉｎ１）を第１入力電圧（Ｖｉｎ１）よりも低い第１出力電圧（Ｖｏｕｔ１）に変換して第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に出力する。昇圧動作は、第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に入力される第２入力電圧（Ｖｉｎ２）を第２入力電圧（Ｖｉｎ２）よりも高い第２出力電圧（Ｖｏｕｔ２）に変換して第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に出力する。降圧動作の場合、降圧動作の期間において、切替回路（２）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）及び第３半導体スイッチ（ＳＷ３）の各々がオフ状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）及び第４半導体スイッチ（ＳＷ４）の各々がオン状態であり、スイッチング回路（１ｂ）では半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。昇圧動作の場合、昇圧動作の期間において、切替回路（２）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）及び第３半導体スイッチ（ＳＷ３）の各々がオン状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）及び第４半導体スイッチ（ＳＷ４）の各々がオフ状態であり、スイッチング回路（１ｂ）では、半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。 The bidirectional chopper circuit (10b) according to the thirteenth aspect is based on the fifth aspect. The bidirectional chopper circuit (10b) is capable of step-down operation and step-up operation. In the step-down operation, the first input voltage (Vin1) input between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2) is lower than the first input voltage (Vin1). It is converted to (Vout1) and output between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4). In the boosting operation, the second input voltage (Vin2) input between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4) is higher than the second input voltage (Vin2). It is converted to (Vout2) and output between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2). In the case of step-down operation, in the switching circuit (2), each of the first semiconductor switch (SW1) and the third semiconductor switch (SW3) is in the off state and the second semiconductor switch (SW2) is in the step-down operation period. Each of the fourth semiconductor switch (SW4) is in the ON state, and the semiconductor switching element (Q1) is alternately turned on and off in the switching circuit (1b). In the case of boosting operation, in the switching circuit (2), each of the first semiconductor switch (SW1) and the third semiconductor switch (SW3) is in the ON state and the second semiconductor switch (SW2) is in the boosting operation period. Each of the fourth semiconductor switch (SW4) is in the off state, and in the switching circuit (1b), the semiconductor switching element (Q1) is alternately turned on and off.
　第１４の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ａ）は、第６の態様に基づく。双方向チョッパ回路（１０ａ）は、降圧動作と、昇圧動作と、が可能である。降圧動作は、第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に入力される第１入力電圧（Ｖｉｎ１）を第１入力電圧（Ｖｉｎ１）よりも低い第１出力電圧（Ｖｏｕｔ１）に変換して第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に出力する。昇圧動作は、第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に入力される第２入力電圧（Ｖｉｎ２）を第２入力電圧（Ｖｉｎ２）よりも高い第２出力電圧（Ｖｏｕｔ２）に変換して第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に出力する。降圧動作の場合、降圧動作の期間において、切替回路（２ａ）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）がオン状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）がオフ状態であり、スイッチング回路（１）では、半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。昇圧動作の場合、昇圧動作の期間において、切替回路（２ａ）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）がオフ状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）がオン状態であり、スイッチング回路（１）では、半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。 The bidirectional chopper circuit (10a) according to the fourteenth aspect is based on the sixth aspect. The bidirectional chopper circuit (10a) is capable of step-down operation and step-up operation. In the step-down operation, the first input voltage (Vin1) input between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2) is lower than the first input voltage (Vin1). It is converted to (Vout1) and output between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4). In the boost operation, the second input voltage (Vin2) input between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4) is higher than the second input voltage (Vin2). It is converted to (Vout2) and output between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2). In the case of step-down operation, during the step-down operation period, the first semiconductor switch (SW1) is in the ON state and the second semiconductor switch (SW2) is in the OFF state in the switching circuit (2a), and the switching circuit (1). ), The semiconductor switching element (Q1) is turned on and off alternately. In the case of boosting operation, in the switching circuit (2a), the first semiconductor switch (SW1) is in the off state and the second semiconductor switch (SW2) is in the on state in the switching circuit (2a) during the boosting operation period. ), The semiconductor switching element (Q1) is turned on and off alternately.
　第１５の態様に係る双方向チョッパ回路（１０ｃ）は、第７の態様に基づく。双方向チョッパ回路（１０ｃ）は、降圧動作と、昇圧動作と、が可能である。降圧動作は、第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に入力される第１入力電圧（Ｖｉｎ１）を第１入力電圧（Ｖｉｎ１）よりも低い第１出力電圧（Ｖｏｕｔ１）に変換して第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に出力する。昇圧動作は、第３入出力端子（Ｔ３）と第４入出力端子（Ｔ４）との間に入力される第２入力電圧（Ｖｉｎ２）を第２入力電圧（Ｖｉｎ２）よりも高い第２出力電圧（Ｖｏｕｔ２）に変換して第１入出力端子（Ｔ１）と第２入出力端子（Ｔ２）との間に出力する。降圧動作の場合、降圧動作の期間において、切替回路（２ｃ）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）がオフ状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）がオン状態であり、スイッチング回路（１ｂ）では、半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。昇圧動作の場合、昇圧動作の期間において、切替回路（２ｃ）では、第１半導体スイッチ（ＳＷ１）がオン状態であり、かつ、第２半導体スイッチ（ＳＷ２）がオフ状態であり、スイッチング回路（１ｂ）では、半導体スイッチング素子（Ｑ１）のオン、オフが交互に繰り返される。 The bidirectional chopper circuit (10c) according to the fifteenth aspect is based on the seventh aspect. The bidirectional chopper circuit (10c) is capable of step-down operation and step-up operation. In the step-down operation, the first input voltage (Vin1) input between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2) is lower than the first input voltage (Vin1). It is converted to (Vout1) and output between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4). In the boost operation, the second input voltage (Vin2) input between the third input / output terminal (T3) and the fourth input / output terminal (T4) is higher than the second input voltage (Vin2). It is converted to (Vout2) and output between the first input / output terminal (T1) and the second input / output terminal (T2). In the case of step-down operation, during the step-down operation period, the first semiconductor switch (SW1) is in the off state and the second semiconductor switch (SW2) is in the on state in the switching circuit (2c), and the switching circuit (1b). ), The semiconductor switching element (Q1) is turned on and off alternately. In the case of boosting operation, in the switching circuit (2c), the first semiconductor switch (SW1) is in the ON state and the second semiconductor switch (SW2) is in the OFF state in the switching circuit (2c) during the boosting operation period. ), The semiconductor switching element (Q1) is turned on and off alternately.
　第１６の態様に係る双方向チョッパ回路（１０；１０ａ；１０ｂ；１０ｃ；１０ｄ；１０ｅ；１０ｆ）は、第１～１５の態様のいずれか一つにおいて、半導体スイッチング素子（Ｑ１）を駆動する駆動回路（４）と、駆動回路（４）を制御する第１制御部（５）と、切替回路（２；２ａ；２ｃ；２ｅ；２ｆ）を制御する第２制御部（７；７ａ；７ｃ；７ｅ；７ｆ）と、を更に備える。 The bidirectional chopper circuit (10; 10a; 10b; 10c; 10d; 10e; 10f) according to the sixteenth aspect drives the semiconductor switching element (Q1) in any one of the first to fifteenth aspects. The circuit (4), the first control unit (5) that controls the drive circuit (4), and the second control unit (7; 7a; 7c;) that controls the switching circuit (2; 2a; 2c; 2e; 2f); 7e; 7f) and the like.
　１、１ｂ　スイッチング回路
　２、２ａ、２ｃ、２ｅ、２ｆ　切替回路
　２１、２１ｃ、２１ｅ、２１ｆ　第１切替部
　２２、２２ａ、２２ｃ、２２ｆ　第２切替部
　３　インダクタ
　３１　第１端子
　３２　第２端子
　４　駆動回路
　５、５ｃ　第１制御部
　７、７ａ、７ｃ、７ｅ、７ｆ　第２制御部
　１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ　双方向チョッパ回路
　１１、１１ｄ　第１蓄積回路
　１２、１２ｄ　第２蓄積回路
　Ｃ１　第１キャパシタ
　Ｃ１１　第１キャパシタ
　Ｃ２　第２キャパシタ
　Ｃ１２　第２キャパシタ
　Ｄ１　第１ダイオード
　Ｄ２　第２ダイオード
　Ｄ３　第３ダイオード
　Ｄ４　第４ダイオード
　Ｎ１　接続点
　Ｎ２　接続点
　Ｎ３　接続点
　Ｎ１１　接続点
　Ｎ１２　接続点
　Ｎ１３　接続点
　Ｎ１４　接続点
　Ｑ１　半導体スイッチング素子
　ＳＷ１　第１半導体スイッチ
　ＳＷ２　第２半導体スイッチ
　ＳＷ３　第３半導体スイッチ
　ＳＷ４　第４半導体スイッチ
　Ｔ１　第１入出力端子
　Ｔ２　第２入出力端子
　Ｔ３　第３入出力端子
　Ｔ４　第４入出力端子
　Ｖｉｎ１　第１入力電圧
　Ｖｏｕｔ１　第１出力電圧
　Ｖｉｎ２　第２入力電圧
　Ｖｏｕｔ２　第２出力電圧 1, 1b switching circuit 2, 2a, 2c, 2e, 2f switching circuit 21, 21c, 21e, 21f 1st switching unit 22, 22a, 22c, 22f 2nd switching unit 3 inductor 31 1st terminal 32 2nd terminal 4 drive Circuits 5, 5c 1st control unit 7, 7a, 7c, 7e, 7f 2nd control unit 10, 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f Bidirectional chopper circuit 11, 11d 1st storage circuit 12, 12d 2nd Storage circuit C1 1st capacitor C11 1st capacitor C2 2nd capacitor C12 2nd capacitor D1 1st diode D2 2nd diode D3 3rd diode D4 4th diode N1 connection point N2 connection point N3 connection point N11 connection point N12 connection point N13 Connection point N14 Connection point Q1 Semiconductor switching element SW1 1st semiconductor switch SW2 2nd semiconductor switch SW3 3rd semiconductor switch SW4 4th semiconductor switch T1 1st input / output terminal T2 2nd input / output terminal T3 3rd input / output terminal T4 4th Input / output terminal Vin1 1st input voltage Vout1 1st output voltage Vin2 2nd input voltage Vout2 2nd output voltage

Claims (16)

  1. 　第１入出力端子、第２入出力端子、第３入出力端子及び第４入出力端子と、
    　前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に接続されており、少なくとも１つの第１キャパシタを有する第１蓄積回路と、
    　前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に接続されており、少なくとも１つの第２キャパシタを有する第２蓄積回路と、
    　前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に接続されているスイッチング回路と、
    　第１端子及び第２端子を有するインダクタと、
    　切替回路と、を備え、
    　前記スイッチング回路は、
    　　前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に接続されている、半導体スイッチング素子と第１ダイオードとの直列回路と、
    　　前記半導体スイッチング素子に並列接続されており、前記第１ダイオードに直列接続されている第２ダイオードと、を有し、
    　前記インダクタの前記第１端子は、前記半導体スイッチング素子と前記第１ダイオードとの間に接続されており、
    　前記切替回路は、
    　　前記第１入出力端子と前記インダクタの前記第２端子との間に接続されており、前記第３入出力端子を前記第１入出力端子と前記インダクタの前記第２端子とに排他的に接続する第１切替部と、
    　　前記第２入出力端子と前記インダクタの前記第２端子との間に接続されており、前記第４入出力端子を前記第２入出力端子と前記インダクタの前記第２端子とに排他的に接続する第２切替部と、を含む、
    　双方向チョッパ回路。     1st input / output terminal, 2nd input / output terminal, 3rd input / output terminal and 4th input / output terminal,
    A first storage circuit connected between the first input / output terminal and the second input / output terminal and having at least one first capacitor.
    A second storage circuit connected between the third input / output terminal and the fourth input / output terminal and having at least one second capacitor.
    A switching circuit connected between the first input / output terminal and the second input / output terminal,
    With an inductor having a first terminal and a second terminal,
    Equipped with a switching circuit,
    The switching circuit is
    A series circuit of the semiconductor switching element and the first diode connected between the first input / output terminal and the second input / output terminal,
    It has a second diode that is connected in parallel to the semiconductor switching element and is connected in series to the first diode.
    The first terminal of the inductor is connected between the semiconductor switching element and the first diode.
    The switching circuit is
    It is connected between the first input / output terminal and the second terminal of the inductor, and the third input / output terminal is exclusively connected to the first input / output terminal and the second terminal of the inductor. The first switching part to be
    It is connected between the second input / output terminal and the second terminal of the inductor, and the fourth input / output terminal is exclusively connected to the second input / output terminal and the second terminal of the inductor. Including the second switching unit,
    Bidirectional chopper circuit.
  2. 　前記スイッチング回路では、
    　　前記第１ダイオードのカソードが前記第１入出力端子に接続され、
    　　前記第１ダイオードのアノードが前記半導体スイッチング素子を介して前記第２入出力端子に接続されている、
    　請求項１に記載の双方向チョッパ回路。     In the switching circuit,
    The cathode of the first diode is connected to the first input / output terminal, and the cathode is connected to the first input / output terminal.
    The anode of the first diode is connected to the second input / output terminal via the semiconductor switching element.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 1.
  3. 　前記スイッチング回路では、
    　　前記第１ダイオードのアノードが前記第２入出力端子に接続され、
    　　前記第１ダイオードのカソードが前記半導体スイッチング素子を介して前記第１入出力端子に接続されている、
    　請求項１に記載の双方向チョッパ回路。     In the switching circuit,
    The anode of the first diode is connected to the second input / output terminal, and the anode is connected to the second input / output terminal.
    The cathode of the first diode is connected to the first input / output terminal via the semiconductor switching element.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 1.
  4. 　前記第１切替部は、
    　　前記第１入出力端子に接続されている第１半導体スイッチと、
    　　前記第１半導体スイッチと前記インダクタの前記第２端子との間に接続されている第２半導体スイッチと、を有し、
    　前記第１切替部では、前記第１半導体スイッチと前記第２半導体スイッチとの接続点に前記第３入出力端子が接続されており、
    　前記第２切替部は、
    　　前記インダクタの前記第２端子に接続されている第３半導体スイッチと、
    　　前記第３半導体スイッチと前記第２入出力端子との間に接続されている第４半導体スイッチと、を有し、
    　前記第２切替部では、前記第３半導体スイッチと前記第４半導体スイッチとの接続点に前記第４入出力端子が接続されている、
    　請求項２に記載の双方向チョッパ回路。     The first switching unit is
    The first semiconductor switch connected to the first input / output terminal and
    It has a second semiconductor switch connected between the first semiconductor switch and the second terminal of the inductor.
    In the first switching unit, the third input / output terminal is connected to the connection point between the first semiconductor switch and the second semiconductor switch.
    The second switching unit is
    A third semiconductor switch connected to the second terminal of the inductor,
    It has a fourth semiconductor switch connected between the third semiconductor switch and the second input / output terminal.
    In the second switching unit, the fourth input / output terminal is connected to the connection point between the third semiconductor switch and the fourth semiconductor switch.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 2.
  5. 　前記第１切替部は、
    　　前記第１入出力端子に接続されている第１半導体スイッチと、
    　　前記第１半導体スイッチと前記インダクタの前記第２端子との間に接続されている第２半導体スイッチと、を有し、
    　前記第１切替部では、前記第１半導体スイッチと前記第２半導体スイッチとの接続点に前記第３入出力端子が接続されており、
    　前記第２切替部は、
    　　前記インダクタの前記第２端子に接続されている第３半導体スイッチと、
    　　前記第３半導体スイッチと前記第２入出力端子との間に接続されている第４半導体スイッチと、を有し、
    　前記第２切替部では、前記第３半導体スイッチと前記第４半導体スイッチとの接続点に前記第４入出力端子が接続されている、
    　請求項３に記載の双方向チョッパ回路。     The first switching unit is
    The first semiconductor switch connected to the first input / output terminal and
    It has a second semiconductor switch connected between the first semiconductor switch and the second terminal of the inductor.
    In the first switching unit, the third input / output terminal is connected to the connection point between the first semiconductor switch and the second semiconductor switch.
    The second switching unit is
    A third semiconductor switch connected to the second terminal of the inductor,
    It has a fourth semiconductor switch connected between the third semiconductor switch and the second input / output terminal.
    In the second switching unit, the fourth input / output terminal is connected to the connection point between the third semiconductor switch and the fourth semiconductor switch.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 3.
  6. 　前記第１切替部は、
    　　前記第１入出力端子に接続されている第１半導体スイッチと、
    　　前記第１半導体スイッチと前記インダクタの前記第２端子との間に接続されている第２半導体スイッチと、を有し、
    　前記第１切替部では、前記第１半導体スイッチと前記第２半導体スイッチとの接続点に前記第３入出力端子が接続されており、
    　前記第２切替部は、
    　　前記インダクタの前記第２端子にカソードが接続されている第３ダイオードと、
    　　前記第３ダイオードに直列接続されており、アノードが前記第２入出力端子に接続されている第４ダイオードと、を有し、
    　前記第２切替部では、前記第３ダイオードと前記第４ダイオードとの接続点に前記第４入出力端子が接続されている、
    　請求項２に記載の双方向チョッパ回路。     The first switching unit is
    The first semiconductor switch connected to the first input / output terminal and
    It has a second semiconductor switch connected between the first semiconductor switch and the second terminal of the inductor.
    In the first switching unit, the third input / output terminal is connected to the connection point between the first semiconductor switch and the second semiconductor switch.
    The second switching unit is
    A third diode whose cathode is connected to the second terminal of the inductor
    It has a fourth diode that is connected in series to the third diode and whose anode is connected to the second input / output terminal.
    In the second switching unit, the fourth input / output terminal is connected to the connection point between the third diode and the fourth diode.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 2.
  7. 　前記第１切替部は、
    　　前記第１入出力端子にカソードが接続されている第３ダイオードと、
    　　前記第３ダイオードに直列接続されており、アノードが前記インダクタの前記第２端子に接続されている第４ダイオードと、を有し、
    　前記第１切替部では、前記第３ダイオードと前記第４ダイオードとの接続点に前記第３入出力端子が接続されており、
    　前記第２切替部は、
    　　前記インダクタの前記第２端子に接続されている第１半導体スイッチと、
    　　前記第１半導体スイッチと前記第２入出力端子との間に接続されている第２半導体スイッチと、を有し、
    　前記第２切替部では、前記第１半導体スイッチと前記第２半導体スイッチとの接続点に前記第４入出力端子が接続されている、
    　請求項３に記載の双方向チョッパ回路。     The first switching unit is
    A third diode whose cathode is connected to the first input / output terminal,
    It has a fourth diode, which is connected in series to the third diode and whose anode is connected to the second terminal of the inductor.
    In the first switching unit, the third input / output terminal is connected to the connection point between the third diode and the fourth diode.
    The second switching unit is
    The first semiconductor switch connected to the second terminal of the inductor and
    It has a second semiconductor switch connected between the first semiconductor switch and the second input / output terminal.
    In the second switching unit, the fourth input / output terminal is connected to the connection point between the first semiconductor switch and the second semiconductor switch.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 3.
  8. 　前記半導体スイッチング素子は、第１主端子及び第２主端子を有し、
    　前記半導体スイッチング素子は、前記第１主端子及び前記第２主端子がそれぞれドレイン端子及びソース端子からなるｎチャネルＭＯＳＦＥＴであり、
    　前記第２ダイオードは、前記ｎチャネルＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードである、
    　請求項１～７のいずれか一項に記載の双方向チョッパ回路。     The semiconductor switching element has a first main terminal and a second main terminal.
    The semiconductor switching element is an n-channel MOSFET in which the first main terminal and the second main terminal are composed of a drain terminal and a source terminal, respectively.
    The second diode is a parasitic diode of the n-channel MOSFET.
    The bidirectional chopper circuit according to any one of claims 1 to 7.
  9. 　前記ｎチャネルＭＯＳＦＥＴは、Ｓｉ系ＭＯＳＦＥＴであり、
    　前記第１ダイオードは、Ｓｉダイオードである、
    　請求項８に記載の双方向チョッパ回路。     The n-channel MOSFET is a Si-based MOSFET and is
    The first diode is a Si diode.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 8.
  10. 　前記第１半導体スイッチ、前記第２半導体スイッチ、前記第３半導体スイッチ及び前記第４半導体スイッチの各々は、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである、
    　請求項４又は５に記載の双方向チョッパ回路。     Each of the first semiconductor switch, the second semiconductor switch, the third semiconductor switch, and the fourth semiconductor switch is a normally-off type Si-based MOSFET.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 4 or 5.
  11. 　前記第１半導体スイッチ及び前記第２半導体スイッチの各々は、ノーマリオフ型のＳｉ系ＭＯＳＦＥＴである、
    　請求項６又は７に記載の双方向チョッパ回路。     Each of the first semiconductor switch and the second semiconductor switch is a normally-off type Si-based MOSFET.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 6 or 7.
  12. 　前記双方向チョッパ回路では、
    　　前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に入力される第１入力電圧を前記第１入力電圧よりも低い第１出力電圧に変換して前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に出力する降圧動作と、
    　　前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に入力される第２入力電圧を前記第２入力電圧よりも高い第２出力電圧に変換して前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に出力する昇圧動作と、が可能であり、
    　前記降圧動作の場合、
    　　前記降圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチ及び前記第３半導体スイッチの各々がオン状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチ及び前記第４半導体スイッチの各々がオフ状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返され、
    　前記昇圧動作の場合、
    　　前記昇圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチ及び前記第３半導体スイッチの各々がオフ状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチ及び前記第４半導体スイッチの各々がオン状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返される、
    　請求項４に記載の双方向チョッパ回路。     In the bidirectional chopper circuit,
    The first input / output voltage input between the first input / output terminal and the second input / output terminal is converted into a first output voltage lower than the first input voltage, and the third input / output terminal and the first input / output terminal are converted. 4 Step-down operation to output between the input / output terminals and
    The second input / output terminal and the second input / output terminal are converted into a second output voltage higher than the second input voltage by converting the second input voltage input between the third input / output terminal and the fourth input / output terminal. Boosting operation to output between 2 input / output terminals is possible,
    In the case of the step-down operation,
    During the step-down operation period
    In the changeover circuit, each of the first semiconductor switch and the third semiconductor switch is in the on state, and each of the second semiconductor switch and the fourth semiconductor switch is in the off state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off, and the semiconductor switching element is turned on and off alternately.
    In the case of the boost operation,
    During the boosting operation period,
    In the changeover circuit, each of the first semiconductor switch and the third semiconductor switch is in the off state, and each of the second semiconductor switch and the fourth semiconductor switch is in the on state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 4.
  13. 　前記双方向チョッパ回路では、
    　　前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に入力される第１入力電圧を前記第１入力電圧よりも低い第１出力電圧に変換して前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に出力する降圧動作と、
    　　前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に入力される第２入力電圧を前記第２入力電圧よりも高い第２出力電圧に変換して前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に出力する昇圧動作と、が可能であり、
    　前記降圧動作の場合、
    　　前記降圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチ及び前記第３半導体スイッチの各々がオフ状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチ及び前記第４半導体スイッチの各々がオン状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返され、
    　前記昇圧動作の場合、
    　　前記昇圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチ及び前記第３半導体スイッチの各々がオン状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチ及び前記第４半導体スイッチの各々がオフ状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返される、
    　請求項５に記載の双方向チョッパ回路。     In the bidirectional chopper circuit,
    The first input / output voltage input between the first input / output terminal and the second input / output terminal is converted into a first output voltage lower than the first input voltage, and the third input / output terminal and the first input / output terminal are converted. 4 Step-down operation to output between the input / output terminals and
    The second input / output terminal and the second input / output terminal are converted into a second output voltage higher than the second input voltage by converting the second input voltage input between the third input / output terminal and the fourth input / output terminal. Boosting operation to output between 2 input / output terminals is possible,
    In the case of the step-down operation,
    During the step-down operation period
    In the changeover circuit, each of the first semiconductor switch and the third semiconductor switch is in the off state, and each of the second semiconductor switch and the fourth semiconductor switch is in the on state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off, and the semiconductor switching element is turned on and off alternately.
    In the case of the boost operation,
    During the boosting operation period,
    In the changeover circuit, each of the first semiconductor switch and the third semiconductor switch is in the on state, and each of the second semiconductor switch and the fourth semiconductor switch is in the off state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 5.
  14. 　前記双方向チョッパ回路では、
    　　前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に入力される第１入力電圧を前記第１入力電圧よりも低い第１出力電圧に変換して前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に出力する降圧動作と、
    　　前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に入力される第２入力電圧を前記第２入力電圧よりも高い第２出力電圧に変換して前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に出力する昇圧動作と、が可能であり、
    　前記降圧動作の場合、
    　　前記降圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチがオン状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチがオフ状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返され、
    　前記昇圧動作の場合、
    　　前記昇圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチがオフ状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチがオン状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返される、
    　請求項６に記載の双方向チョッパ回路。     In the bidirectional chopper circuit,
    The first input / output voltage input between the first input / output terminal and the second input / output terminal is converted into a first output voltage lower than the first input voltage, and the third input / output terminal and the first input / output terminal are converted. 4 Step-down operation to output between the input / output terminals and
    The second input / output terminal and the second input / output terminal are converted into a second output voltage higher than the second input voltage by converting the second input voltage input between the third input / output terminal and the fourth input / output terminal. Boosting operation to output between 2 input / output terminals is possible,
    In the case of the step-down operation,
    During the step-down operation period
    In the changeover circuit, the first semiconductor switch is in the on state and the second semiconductor switch is in the off state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off, and the semiconductor switching element is turned on and off alternately.
    In the case of the boost operation,
    During the boosting operation period,
    In the switching circuit, the first semiconductor switch is in the off state and the second semiconductor switch is in the on state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 6.
  15. 　前記双方向チョッパ回路では、
    　　前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に入力される第１入力電圧を前記第１入力電圧よりも低い第１出力電圧に変換して前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に出力する降圧動作と、
    　　前記第３入出力端子と前記第４入出力端子との間に入力される第２入力電圧を前記第２入力電圧よりも高い第２出力電圧に変換して前記第１入出力端子と前記第２入出力端子との間に出力する昇圧動作と、が可能であり、
    　前記降圧動作の場合、
    　　前記降圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチがオフ状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチがオン状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返され、
    　前記昇圧動作の場合、
    　　前記昇圧動作の期間において、
    　　　前記切替回路では、前記第１半導体スイッチがオン状態であり、かつ、前記第２半導体スイッチがオフ状態であり、
    　　　前記スイッチング回路では、前記半導体スイッチング素子のオン、オフが交互に繰り返される、
    　請求項７に記載の双方向チョッパ回路。     In the bidirectional chopper circuit,
    The first input / output voltage input between the first input / output terminal and the second input / output terminal is converted into a first output voltage lower than the first input voltage, and the third input / output terminal and the first input / output terminal are converted. 4 Step-down operation to output between the input / output terminals and
    The second input / output terminal and the second input / output terminal are converted into a second output voltage higher than the second input voltage by converting the second input voltage input between the third input / output terminal and the fourth input / output terminal. Boosting operation to output between 2 input / output terminals is possible,
    In the case of the step-down operation,
    During the step-down operation period
    In the switching circuit, the first semiconductor switch is in the off state and the second semiconductor switch is in the on state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off, and the semiconductor switching element is turned on and off alternately.
    In the case of the boost operation,
    During the boosting operation period,
    In the changeover circuit, the first semiconductor switch is in the on state and the second semiconductor switch is in the off state.
    In the switching circuit, the semiconductor switching element is alternately turned on and off.
    The bidirectional chopper circuit according to claim 7.
  16. 　前記半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
    　前記駆動回路を制御する第１制御部と、
    　前記切替回路を制御する第２制御部と、を更に備える、
    　請求項１～１５のいずれか一項に記載の双方向チョッパ回路。     The drive circuit that drives the semiconductor switching element and
    The first control unit that controls the drive circuit and
    A second control unit that controls the switching circuit is further provided.
    The bidirectional chopper circuit according to any one of claims 1 to 15.
PCT/JP2021/042963 2020-12-08 2021-11-24 Bidirectional chopper circuit WO2022124071A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-203637 2020-12-08
JP2020203637 2020-12-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022124071A1 true WO2022124071A1 (en) 2022-06-16

Family

ID=81974437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/042963 WO2022124071A1 (en) 2020-12-08 2021-11-24 Bidirectional chopper circuit

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2022124071A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040141345A1 (en) * 2003-01-17 2004-07-22 The Hong Kong Polytechnic University DC to DC converter
JP2008263768A (en) * 2007-02-20 2008-10-30 Gm Global Technology Operations Inc Method and system for determining current in electric component
JP2011114931A (en) * 2009-11-26 2011-06-09 Toyota Motor Corp Dc-dc converter
US20150085550A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 Sma Solar Technology Ag Bidirectional converter with preferential direction and reactive power-capable inverter having said converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040141345A1 (en) * 2003-01-17 2004-07-22 The Hong Kong Polytechnic University DC to DC converter
JP2008263768A (en) * 2007-02-20 2008-10-30 Gm Global Technology Operations Inc Method and system for determining current in electric component
JP2011114931A (en) * 2009-11-26 2011-06-09 Toyota Motor Corp Dc-dc converter
US20150085550A1 (en) * 2013-09-23 2015-03-26 Sma Solar Technology Ag Bidirectional converter with preferential direction and reactive power-capable inverter having said converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4534223B2 (en) DC-DC converter
JP4803262B2 (en) Isolated switching power supply
JP6180126B2 (en) Power factor correction circuit and power factor correction control method
KR102369236B1 (en) Multi-output boost regulator with single control loop
US8766711B2 (en) Switching circuit with controlled driver circuit
US6222351B1 (en) Dual supply device with a single direct-current/direct-current converter and capacitive translator
US7619907B2 (en) DC/DC power conversion device
KR101935452B1 (en) The dc-dc converter and the two-stage power converter including dc-dc converter
JP5501857B2 (en) Switching power supply
JP2011239527A (en) Power conversion circuit
WO2011001500A1 (en) Dc-dc converter, module, power supply device and electronic apparatus
JP2018093702A (en) Gate driver circuit for power converter with built-in normally-on type transistor and method therefor
US8199540B2 (en) High voltage gain power converter
WO2022124071A1 (en) Bidirectional chopper circuit
JP5152510B2 (en) Voltage conversion circuit
JP6264098B2 (en) Chopper circuit
US20140327422A1 (en) Dc-dc converter with adaptive minimum on-time
US7638982B2 (en) Switched capacitor regulator for driving high load current
JP5644686B2 (en) Switching element drive circuit
JP6191542B2 (en) Power converter
JP7013961B2 (en) Converter device
JP6679463B2 (en) Switching element drive circuit
WO2022168635A1 (en) Power conversion system and control method
JP6602466B2 (en) Motor drive device
JP2016039663A (en) Power conversion device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21903175

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21903175

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP