WO2023058335A1 - 電力変換装置および電力変換システム - Google Patents

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WO2023058335A1
WO2023058335A1 PCT/JP2022/031172 JP2022031172W WO2023058335A1 WO 2023058335 A1 WO2023058335 A1 WO 2023058335A1 JP 2022031172 W JP2022031172 W JP 2022031172W WO 2023058335 A1 WO2023058335 A1 WO 2023058335A1
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voltage
threshold
power
switching
terminal
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PCT/JP2022/031172
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English (en)
French (fr)
Inventor
昭典 針屋
Original Assignee
Tdk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.)
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    • 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
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

Definitions

  • the present invention relates to a power conversion device and a power conversion system that convert power.
  • a power conversion device that converts the power of the battery on the primary side and supplies it to the battery on the secondary side, before performing the power conversion operation, converts the power of the battery on the secondary side through the power conversion device to the primary side.
  • Patent Literature 1 discloses a technique for controlling current in precharge operation.
  • the amount of change in the voltage of the capacitor on the primary side decreases as charging progresses, so charging takes time.
  • the charging time required for the precharge operation and the voltage gradient in the precharge operation may change depending on the capacitance value of the capacitor on the primary side. It is desired that the charging characteristics of such a precharge operation can be set, for example, to have predetermined characteristics.
  • a power conversion device is desired to be able to set such charging characteristics with a simple configuration.
  • a power converter includes a first power terminal, a switching circuit, a transformer, a rectifier circuit, a smoothing circuit, a second power terminal, and a control circuit.
  • a switching circuit is coupled to the first power terminal and has a first plurality of switching elements that can be turned on and off based on a first drive signal.
  • a transformer has a first winding connected to a switching circuit and a second winding.
  • a rectifier circuit is connected to the second winding and has a second plurality of switching elements that can be turned on and off based on a second drive signal.
  • the smoothing circuit is connected to the rectifying circuit.
  • a second power terminal is connected to the smoothing circuit.
  • a control circuit is operable to control operation of the first plurality of switching elements and the second plurality of switching elements.
  • the control circuit is operable to generate a first threshold that increases over time for a first period of time before applying power from the first power terminal to the second power terminal; Switching from the output state of outputting the second drive signal to the output stop state of stopping the output of the second drive signal when the voltage value of the voltage at the first power terminal reaches the first threshold value , or switching from the output stop state to the output state.
  • a power conversion system includes a first battery, a capacitor, a first switch, a second switch, a power converter, and a second battery.
  • a first battery has a first terminal and a second terminal.
  • a capacitor has a first terminal and a second terminal.
  • a first switch is provided on a path connecting the first terminal of the first battery and the first terminal of the capacitor.
  • a second switch is provided on the path connecting the second terminal of the first battery and the second terminal of the capacitor.
  • the power converter has a first power terminal, a switching circuit, a transformer, a rectifying circuit, a smoothing circuit, a second power terminal, and a control circuit.
  • the first power terminal has a first connection terminal connected to the first terminal of the capacitor and a second connection terminal connected to the second terminal of the capacitor.
  • a switching circuit is coupled to the first power terminal and has a first plurality of switching elements that can be turned on and off based on a first drive signal.
  • a transformer has a first winding connected to a switching circuit and a second winding.
  • a rectifier circuit is connected to the second winding and has a second plurality of switching elements that can be turned on and off based on a second drive signal.
  • the smoothing circuit is connected to the rectifying circuit.
  • a second power terminal is connected to the smoothing circuit.
  • a control circuit is operable to control operation of the first plurality of switching elements and the second plurality of switching elements.
  • the control circuit is operable to generate a first threshold that increases over time for a first period of time before applying power from the first power terminal to the second power terminal; Switching from the output state of outputting the second drive signal to the output stop state of stopping the output of the second drive signal when the voltage value of the voltage at the first power terminal reaches the first threshold value , or switching from the output stop state to the output state.
  • the power conversion device and the power conversion system according to one embodiment of the present invention, it is possible to set the charging characteristics in the precharge operation with a simple configuration.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a control circuit shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation example of a threshold generation unit shown in FIG. 2; 3 is an explanatory diagram showing one characteristic example of the comparison operation in the comparison unit shown in FIG. 2;
  • FIG. 3 is a timing chart showing an operation example of a comparison unit shown in FIG. 2;
  • FIG. 2 is a timing chart showing an example of precharge operation in the power conversion system shown in FIG. 1;
  • FIG. 7 is a timing waveform diagram showing the relationship between the enable signal and the gate signal shown in FIG. 6;
  • FIG. 2 is a timing waveform diagram showing an example of a precharge operation in the power conversion system shown in FIG. 1;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an operation example of a threshold value generator according to a modification;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an operation example of a threshold value generator according to another modified example;
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a control circuit according to another modified example;
  • FIG. 12 is a timing chart showing an operation example of the comparison unit shown in FIG. 11;
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a control circuit according to another modified example;
  • FIG. 14 is a timing chart showing an operation example of the comparison unit shown in FIG. 13;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an operation example of a threshold value generator according to a modification;
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing an operation example of a threshold value generator according to another modified example;
  • FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of
  • FIG. 11 is a timing chart showing an example of precharge operation in a power conversion system according to another modified example;
  • FIG. 11 is a timing chart showing an example of precharge operation in a power conversion system according to another modified example;
  • FIG. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a control circuit according to another modified example; It is a circuit diagram showing one structural example of the power conversion system which concerns on another modification.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a power conversion system 1 including a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
  • the power conversion system 1 includes a high-voltage battery BH, switches SW1 and SW2, a capacitor 9, a power conversion device 10, and a low-voltage battery BL.
  • This power conversion system 1 is configured to convert power supplied from a high-voltage battery BH and supply the converted power to a low-voltage battery BL.
  • the high voltage battery BH is configured to store electric power.
  • the high-voltage battery BH supplies power to the power converter 10 via switches SW1 and SW2.
  • the switches SW1 and SW2 are configured to supply the power stored in the high-voltage battery BH to the power converter 10 when turned on.
  • the switches SW1 and SW2 are configured using relays, for example.
  • the switch SW1 connects the positive terminal of the high-voltage battery BH and the terminal T11 of the power converter 10 by being turned on.
  • Switch SW2 connects the negative terminal of high-voltage battery BH and terminal T12 of power converter 10 by being turned on.
  • the switches SW1 and SW2 are turned on and off based on instructions from a system control section (not shown).
  • One end of the capacitor 9 is connected to the terminal T11 of the power conversion device 10 and the switch SW1, and the other end is connected to the terminal T12 of the power conversion device 10 and the switch SW2.
  • the power conversion device 10 is configured to convert power by stepping down the voltage supplied from the high-voltage battery BH and supply the converted power to the low-voltage battery BL.
  • the power converter 10 includes terminals T11 and T12, a voltage sensor 11, a switching circuit 12, a transformer 13, a rectifier circuit 14, a smoothing circuit 15, a voltage sensor 18, a control circuit 19, terminals T21 and T22. and High-voltage battery BH, switches SW1 and SW2, capacitor 9, voltage sensor 11, and switching circuit 12 constitute a primary side circuit of power conversion system 1, and rectifier circuit 14, smoothing circuit 15, voltage sensor 18, and low-voltage battery BL configures the secondary side circuit of the power conversion system 1 .
  • the terminals T11 and T12 are configured to be supplied with voltage from the high-voltage battery BH when the switches SW1 and SW2 are turned on.
  • the terminal T11 is connected to the voltage line L11, and the terminal T12 is connected to the reference voltage line L12.
  • the voltage sensor 11 is configured to detect the voltage on the voltage line L11. One end of the voltage sensor 11 is connected to the voltage line L11, and the other end is connected to the reference voltage line L12. Voltage sensor 11 detects the voltage on voltage line L11 with reference to the voltage on reference voltage line L12 as voltage VH. The voltage sensor 11 supplies the detection result of the voltage VH to the control circuit 19 .
  • the switching circuit 12 is configured to convert the DC voltage supplied from the high-voltage battery BH into an AC voltage.
  • the switching circuit 12 is a full-bridge type circuit and has transistors S1 to S4.
  • the transistors S1 to S4 are switching elements that perform switching operations based on gate signals GA to GD, respectively.
  • the transistors S1 to S4 are configured using, for example, N-type field effect transistors (FETs).
  • Transistors S1-S4 have body diodes D1-D4, respectively.
  • body diode D1 has an anode connected to the source of transistor S1 and a cathode connected to the drain of transistor S1. The same applies to body diodes D2-D4.
  • a diode element may be externally attached between the drain and source of each of the transistors S1 to S4.
  • an N-type field effect transistor is used, but any switching element may be used.
  • the transistor S1 is provided on a path connecting the voltage line L11 and the node N1, and is configured to connect the node N1 to the voltage line L11 when turned on.
  • the transistor S1 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with a gate signal GA, and a source connected to the node N1.
  • the transistor S2 is provided on a path connecting the node N1 and the reference voltage line L12, and is configured to connect the node N1 to the reference voltage line L12 when turned on.
  • the transistor S2 has a drain connected to the node N1, a gate supplied with a gate signal GB, and a source connected to the reference voltage line L12.
  • a node N1 is a connection point between the source of the transistor S1 and the drain of the transistor S2.
  • the transistor S3 is provided on a path connecting the voltage line L11 and the node N2, and is configured to connect the node N2 to the voltage line L11 when turned on.
  • the transistor S3 has a drain connected to the voltage line L11, a gate supplied with the gate signal GC, and a source connected to the node N2.
  • the transistor S4 is provided on a path connecting the node N2 and the reference voltage line L12, and is configured to connect the node N2 to the reference voltage line L12 when turned on.
  • the transistor S4 has a drain connected to the node N2, a gate supplied with the gate signal GD, and a source connected to the reference voltage line L12.
  • a node N2 is a connection point between the source of the transistor S3 and the drain of the transistor S4.
  • the transformer 13 insulates the primary side circuit and the secondary side circuit in a DC manner and connects them in an AC manner. It is configured to supply the converted AC voltage to the secondary side circuit.
  • the transformer 13 has windings 13A and 13B. One end of winding 13A is connected to node N1 in switching circuit 12, and the other end is connected to node N2 in switching circuit 12.
  • FIG. One end of the winding 13B is connected to a node N4 (described later) in the rectifier circuit 14, and the other end is connected to a node N5 (described later) in the rectifier circuit 14.
  • the rectifier circuit 14 is configured to rectify the AC voltage output from the winding 13B of the transformer 13 to generate an output voltage.
  • the rectifier circuit 14 is a full-bridge circuit and has transistors S5 to S8.
  • Transistors S5-S8 are configured to perform switching operations based on gate signals GE and GF. Similar to the transistors S1 to S4 of the switching circuit 12, the transistors S5 to S8 are configured using, for example, N-type field effect transistors.
  • Transistors S5-S8, like transistors S1-S4, have body diodes D5-D8, respectively.
  • the transistor S5 is provided on a path connecting the voltage line L21A and the node N4, and is configured to connect the node N4 to the voltage line L21A when turned on.
  • the transistor S5 has a drain connected to the voltage line L21A, a gate supplied with the gate signal GF, and a source connected to the node N4.
  • the transistor S6 is provided on a path connecting the node N4 and the reference voltage line L22, and is configured to connect the node N4 to the reference voltage line L22 when turned on.
  • the transistor S6 has a drain connected to the node N4, a gate supplied with the gate signal GE, and a source connected to the reference voltage line L22.
  • a node N4 is a connection point between the source of the transistor S5 and the drain of the transistor S6.
  • the transistor S7 is provided on a path connecting the voltage line L21A and the node N5, and is configured to connect the node N5 to the voltage line L21A when turned on.
  • the transistor S7 has a drain connected to the voltage line L21A, a gate supplied with the gate signal GE, and a source connected to the node N5.
  • the transistor S8 is provided on a path connecting the node N5 and the reference voltage line L22, and is configured to connect the node N5 to the reference voltage line L22 when turned on.
  • the transistor S8 has a drain connected to the node N5, a gate supplied with the gate signal GF, and a source connected to the reference voltage line L22.
  • a node N5 is a connection point between the source of the transistor S7 and the drain of the transistor S8.
  • the smoothing circuit 15 is configured to smooth the output voltage of the rectifying circuit 14 .
  • the smoothing circuit 15 has a choke inductor 16 and a capacitor 17 .
  • One end of choke inductor 16 is connected to voltage line L21A, and the other end is connected to voltage line L21B.
  • One end of the capacitor 17 is connected to the voltage line L21B, and the other end is connected to the reference voltage line L22.
  • the choke inductors 16 are provided on the voltage lines L21A and L21B, but are not limited to this, and may be provided on the reference voltage line L22, for example.
  • the voltage sensor 18 is configured to detect the voltage on the voltage line L21B. One end of the voltage sensor 18 is connected to the voltage line L21B, and the other end is connected to the reference voltage line L22. The voltage sensor 18 detects the voltage on the voltage line L21B with reference to the voltage on the reference voltage line L22 as the voltage VL. The voltage sensor 18 supplies the detection result of the voltage VL to the control circuit 19 .
  • Control circuit 19 controls switching circuit 12 and rectifying circuit 14 based on voltage VH detected by voltage sensor 11, voltage VL detected by voltage sensor 18, and control information CTL supplied from a system control unit (not shown). By controlling the operation, it is configured to control the operation of the power converter 10 . Specifically, the control circuit 19 generates gate signals GA to GF based on the voltages VH and VL, and performs PWM (Pulse Width Modulation) control using the gate signals GA to GF, thereby controlling the power conversion device 10. It is designed to control the action.
  • the control circuit 19 is configured using, for example, a microcontroller.
  • the control circuit 19 AD-converts the supplied voltages VH and VL, and performs processing based on the AD-converted digital values.
  • voltages VH and VL are appropriately used to represent AD-converted digital values.
  • the terminals T21 and T22 are configured to supply the voltage generated by the power converter 10 to the low-voltage battery BL.
  • the terminal T21 is connected to the voltage line L21B, and the terminal T22 is connected to the reference voltage line L22.
  • the terminal T21 is connected to the positive terminal of the low-voltage battery BL, and the terminal T22 is connected to the negative terminal of the low-voltage battery BL.
  • the low-voltage battery BL is configured to store power supplied from the power converter 10 .
  • the power conversion system 1 converts the power supplied from the high-voltage battery BH and performs a power conversion operation to supply the converted power to the low-voltage battery BL.
  • the power conversion system 1 also has a function of performing a so-called precharge operation to charge the capacitor 9 during a preparation period (precharge period P1) before starting such power conversion operation.
  • precharge period P1 a preparation period
  • the switches SW1 and SW2 are in the OFF state, and the control circuit 19 controls the operations of the switching circuit 12 and the rectifier circuit 14, whereby the power conversion system 1 transfers the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9. supply.
  • the inrush current flowing from the high-voltage battery BH to the capacitor 9 can be suppressed when the switches SW1 and SW2 are turned on to perform the power conversion operation.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the control circuit 19.
  • the control circuit 19 has a precharge controller 21 , a power conversion controller 27 , and gate signal generators 28 and 29 .
  • Precharge control unit 21 controls duty ratio DP of switching operation in switching circuit 12 and duty ratio DP in rectifying circuit 14 based on voltage VL in precharge period P1 and a period following precharge period P1 (voltage maintenance period P2). It is configured to generate a duty ratio DS of the switching operation.
  • the precharge control unit 21 also has a function of generating an enable signal EN indicating whether or not the control circuit 19 outputs the gate signals GA to GF based on the voltage VH.
  • the precharge controller 21 has duty ratio generators 23 and 24 , a threshold generator 25 , and a comparator 26 .
  • the duty ratio generator 23 is configured to generate the duty ratio DP in the switching circuit 12 based on the voltage VL in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2. Specifically, the duty ratio generation unit 23 generates the duty ratio DP such that the duty ratio DP decreases as the voltage VL increases during the precharge period P1.
  • "X1" is a constant having the dimension of voltage and is an arbitrary constant smaller than the value of voltage VL.
  • the duty ratio generator 23 may generate the duty ratio DP based on the voltage VL, for example, using table data indicating the relationship between the duty ratio DP and the voltage VL.
  • the duty ratio generator 23 generates the duty ratio DP so that the duty ratio DP gradually increases during the precharge period P1. Thereby, in the power conversion system 1, the current stress in the circuit can be reduced. Further, the duty ratio generation unit 23 generates a duty ratio DP having a predetermined value according to the voltage VL, for example, during the voltage maintenance period P2. Note that the present invention is not limited to this, and the duty ratio generator 23 may generate the duty ratio DP by performing feedback control based on the voltage VL in the voltage maintenance period P2.
  • the duty ratio generator 24 is configured to generate the duty ratio DS in the rectifier circuit 14 based on the voltage VL in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2. Specifically, the duty ratio generator 24 generates the duty ratio DS such that the higher the voltage VL, the lower the duty ratio DS during the precharge period P1.
  • "X2" is a constant having the dimension of voltage and is an arbitrary constant smaller than the value of voltage VL.
  • the duty ratio generator 24 may generate the duty ratio DS based on the voltage VL, for example, using table data indicating the relationship between the duty ratio DS and the voltage VL.
  • the duty ratio generator 24 generates the duty ratio DS such that the duty ratio DS gradually increases during the precharge period P1. Thereby, in the power conversion system 1, the current stress in the circuit can be reduced. Further, the duty ratio generation unit 24 generates a duty ratio DS having a predetermined value according to the voltage VL, for example, during the voltage maintenance period P2. Note that the present invention is not limited to this, and the duty ratio generator 24 may generate the duty ratio DS by performing feedback control based on the voltage VL in the voltage maintenance period P2.
  • Threshold generating unit 25 is configured to generate thresholds THtop and THbot based on target voltage command value VHtarget of voltage VH included in control information CTL in precharge period P1 and voltage maintaining period P2. be done.
  • Threshold THtop is a value corresponding to the upper limit voltage of voltage VH
  • threshold THbot is a value corresponding to the lower limit voltage of voltage VH.
  • FIG. 3 shows an example of thresholds THtop and THbot.
  • the threshold generator 25 linearly increases the threshold THtop with the lapse of time after timing t1 when the precharge period P1 starts, and increases the threshold THtop after timing t3. Stop changing THtop.
  • the value of the threshold THtop after timing t3 is the target voltage command value VHtarget.
  • the value of the threshold THtop is set to the same value as the target voltage command value VHtarget after timing t3, but it is not limited to this. may be a value obtained by adding (VHtarget+ ⁇ V).
  • ⁇ V is an arbitrary value according to the target voltage command value VHtarget.
  • the threshold generator 25 linearly increases the threshold THbot with the lapse of time from timing t2 after timing t1, and increases the threshold THbot from timing t4 after timing t3. Stop changing the value THbot.
  • the threshold THtop is a value larger than the threshold THbot.
  • the slope ktop of the threshold THtop during the period from timings t1 to t3 is equal to the slope kbot of the threshold THbot during the period from timings t2 to t4.
  • voltage VH is controlled to be a voltage within a voltage range equal to or higher than threshold THbot and equal to or lower than threshold THtop. Then, at the timing when voltage VH reaches target voltage command value VHtarget (timing t5 in this example), precharge period P1 ends and voltage maintenance period P2 starts. After that, the voltage maintenance period P2 ends, and a period (power conversion period P3) in which the power conversion operation is performed starts.
  • the threshold generation unit 25 generates such thresholds THtop and THbot using, for example, functions and table data.
  • the threshold generator 25 supplies these thresholds THtop and THbot to the comparator 26 .
  • the comparison unit 26 (FIG. 2) is configured to generate the enable signal EN by comparing the voltage VH with the thresholds THtop and THbot during the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2.
  • FIG. 4 shows a characteristic example of the comparison operation in the comparison section 26.
  • comparator 26 sets enable signal EN to a high level. Then, when the voltage VH gradually increases and reaches the threshold THtop, the comparator 26 changes the enable signal EN from high level to low level. On the other hand, when the voltage VH is higher than the threshold THtop, the comparator 26 makes the enable signal EN low. Then, when the voltage VH gradually decreases and reaches the threshold THbot, the comparator 26 changes the enable signal EN from low level to high level. In this manner, the comparison characteristic of the comparison unit 26 exhibits a hysteresis characteristic in which the difference between the threshold THtop and the threshold THbot is the hysteresis amount HYS.
  • the slope ktop of the threshold THtop during the period from timing t1 to t3 is equal to the slope kbot of the threshold THbot during the period from timing t2 to t4. Therefore, the hysteresis amount HYS is constant during the period from timing t2 to t3. Also, in this example, the hysteresis amount HYS during the period in which the thresholds THtop and THbot increase is greater than the hysteresis amount HYS during the voltage maintenance period P2. For example, the hysteresis amount HYS during the period in which the thresholds THtop and THbot increase may be the same as the hysteresis amount HYS during the voltage maintenance period P2.
  • FIG. 5 shows an operation example of the comparison unit 26.
  • the enable signal EN changes from low level to high level.
  • the control circuit 19 outputs the gate signals GA to GF.
  • the power converter 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF to supply the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9 and increase the voltage VH.
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from high level to low level.
  • the control circuit 19 keeps the gate signals GA-GF low.
  • power converter 10 stops switching operation and voltage VH drops.
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from low level to high level. The subsequent operations are the same.
  • the comparison unit 26 thus generates the enable signal EN by comparing the voltage VH with the thresholds THtop and THbot during the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2. Also, the comparator 26 maintains the enable signal EN at a high level during the power conversion period P3.
  • the power conversion control unit 27 sets the duty ratio DP of the switching operation in the switching circuit 12 based on the voltages VH and VL and the control information CTL supplied from the system control unit (not shown). and the duty ratio DS of the switching operation in the rectifier circuit 14 .
  • the gate signal generator 28 is configured to generate the gate signals GA to GD based on the duty ratio DP generated by the duty ratio generator 23 and the power conversion controller 27 and the enable signal EN. Specifically, in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2, the gate signal generation unit 28 gates based on the duty ratio DP generated by the duty ratio generation unit 23 when the enable signal EN is at a high level. It generates the signals GC and GD, keeps the gate signals GA and GB low, and keeps the gate signals GA-GD low when the enable signal EN is low. Further, the gate signal generation section 28 generates the gate signals GA to GD based on the duty ratio DP generated by the power conversion control section 27 during the power conversion period P3.
  • the gate signal generator 29 is configured to generate the gate signals GE and GF based on the duty ratio DS generated by the duty ratio generator 24 and the power conversion controller 27 and the enable signal EN. Specifically, in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2, the gate signal generation unit 29 gates based on the duty ratio DS generated by the duty ratio generation unit 24 when the enable signal EN is at a high level. It generates the signals GE, GF and maintains the gate signals GE, GF at a low level when the enable signal EN is at a low level. Further, the gate signal generator 29 generates the gate signals GE and GF based on the duty ratio DS generated by the power conversion controller 27 during the power conversion period P3.
  • the terminals T11 and T12 correspond to a specific example of the "first power terminal” in the present disclosure.
  • the terminal T11 corresponds to a specific example of "first connection terminal” in the present disclosure.
  • the terminal T12 corresponds to a specific example of the "second connection terminal” in the present disclosure.
  • the switching circuit 12 corresponds to a specific example of "switching circuit” in the present disclosure.
  • the transformer 13 corresponds to a specific example of "transformer” in the present disclosure.
  • the winding 13A corresponds to a specific example of "first winding” in the present disclosure.
  • the winding 13B corresponds to a specific example of "second winding” in the present disclosure.
  • the rectifier circuit 14 corresponds to a specific example of "rectifier circuit” in the present disclosure.
  • the smoothing circuit 15 corresponds to a specific example of "smoothing circuit” in the present disclosure.
  • the control circuit 19 corresponds to a specific example of “control circuit” in the present disclosure.
  • the threshold THbot corresponds to a specific example of "first threshold” in the present disclosure.
  • the threshold THtop corresponds to a specific example of “second threshold” in the present disclosure.
  • the comparison unit 26 corresponds to a specific example of the “comparison unit” in the present disclosure.
  • the duty ratio generator 24 corresponds to a specific example of the "duty ratio generator” in the present disclosure.
  • the gate signal generation section 29 corresponds to a specific example of the "driving section” in the present disclosure.
  • the switches SW1 and SW2 are turned on, and the control circuit 19 generates the gate signals GA to GF based on the voltages VH and VL.
  • the power converter 10 converts the power supplied from the high-voltage battery BH and supplies the converted power to the low-voltage battery BL.
  • FIG. 6 shows an example of the precharge operation in the power conversion system 1.
  • A shows the waveform of the enable signal EN
  • B shows the duty ratio DS of the switching operation in the rectifier circuit 14
  • C shows duty ratio DP of the switching operation in switching circuit 12
  • D shows the waveform of voltage VH and thresholds THtop and THbot.
  • FIG. 7 shows an operation example of the gate signal generators 28 and 29.
  • the precharge period P1 starts at timing t21.
  • the precharge control unit 21 generates the duty ratios DP and DS such that the duty ratios DP and DS gradually increase during the precharge period P1 (FIGS. 6B and 6C).
  • the precharge control unit 21 generates the duty ratios DP and DS such that the duty ratio DS is 0.5 or less and the duty ratio DP is the duty ratio DS or less.
  • the threshold generator 25 generates the thresholds THtop and THbot such that the thresholds THtop and THbot gradually increase during the precharge period P1 ((D) in FIG. 6).
  • Comparator 26 generates enable signal EN by comparing voltage VH with thresholds THtop and THbot ((A) in FIG.
  • the gate signal generator 28 generates the gate signals GC and GD based on the duty ratio DP when the enable signal EN is at high level, and the gate signals GA and GB are at low level. , and the gate signals GA-GD are kept low when the enable signal EN is low.
  • the gate signal generator 29 generates the gate signals GE and GF based on the duty ratio DS when the enable signal EN is at high level, and generates the gate signals GE and GF when the enable signal EN is at low level. keep it at a low level.
  • the power conversion system 1 starts the precharge operation.
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from low level to high level ((A) in FIG. 6).
  • the gate signal generator 28 generates the gate signals GC and GD based on the duty ratio DP (FIG. 6(C)), and the gate signal generator 29 generates the gate signals based on the duty ratio DS (FIG. 6(B)).
  • Generate signals GE and GF (FIG. 7).
  • the power converter 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF, supplies the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9, and increases the voltage VH ((D) in FIG. 6).
  • comparator 26 changes enable signal EN from high level to low level ((A) in FIG. 6).
  • the gate signal generator 28 maintains the gate signals GC and GD at low level, and the gate signal generator 29 maintains the gate signals GE and GF at low level. As a result, power conversion device 10 stops switching operation, and voltage VH decreases (FIG. 6(D)).
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from low level to high level ((A) in FIG. 6).
  • the gate signal generator 28 generates the gate signals GC and GD based on the duty ratio DP (FIG. 6(C)), and the gate signal generator 29 generates the gate signals based on the duty ratio DS (FIG. 6(B)).
  • the power converter 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF, supplies the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9, and increases the voltage VH ((D) in FIG. 6).
  • comparator 26 changes enable signal EN from high level to low level ((A) in FIG. 6).
  • the power conversion system 1 repeats this operation from timing t22 to t24.
  • the gate signal generators 28 and 29 output the gate signals GC to GF while the enable signal EN is at high level, and stop outputting the gate signals GC to GF while the enable signal EN is at low level.
  • the power conversion system 1 intermittently operates during the precharge period P1.
  • voltage VH oscillates between threshold THtop and threshold THbot.
  • Voltage VH is controlled to be a voltage within a voltage range that is equal to or lower than threshold THtop and equal to or higher than threshold THbot.
  • Thresholds THtop and THbot are set so as to gradually increase over time during the precharge period P1, so that voltage VH is led to thresholds THtop and THbot and rises.
  • FIG. 8 shows simulation waveform examples of the precharge operation during the period in which the enable signal EN is at high level in the precharge period P1.
  • A shows the waveforms of the gate signals GE and GF
  • B shows the waveforms of the gate signals GC and GD
  • C shows the waveform of the current (charge current ICHG) flowing into the capacitor 9
  • D shows the waveform of the excitation current IM of the transformer 13
  • E shows the waveform of the current (inductor current IL) flowing from voltage line L21B to voltage line L21A in choke inductor 16
  • (F) shows the voltage at node N4 in winding 13B of transformer 13 with reference to node N5
  • transformer (G) shows the waveform of the voltage VTR2)
  • G shows the waveform of the voltage VH.
  • T indicates the period of switching operation.
  • the control circuit 19 In the precharge operation, the control circuit 19 generates gate signals GC and GD based on the duty ratio DP, and generates gate signals GE and GF based on the duty ratio DS.
  • the duty ratio DP indicates the pulse width of each of the gate signals GC and GD when the period T (time length of timings t41 to t43) is "1", and the duty ratio DS indicates the period T is "1".
  • 2 shows the pulse width of each of the gate signals GE and GF in the case of FIG.
  • the control circuit 19 changes the gate signals GC and GF from low level to high level at timing t41.
  • the control circuit 19 changes the gate signal GC from high level to low level at the timing when the time corresponding to the duty ratio DP (duty ratio DP ⁇ cycle T) has passed from this timing t41.
  • the gate signal GF is changed from high level to low level at the timing when the time corresponding to DS (duty ratio DS ⁇ cycle T) has elapsed.
  • the control circuit 19 changes the gate signals GD and GE from low level to high level.
  • the control circuit 19 changes the gate signal GD from high level to low level at the timing when the time corresponding to the duty ratio DP (duty ratio DP ⁇ cycle T) has passed from this timing t42, and the duty ratio is changed from this timing t42.
  • the gate signal GE is changed from high level to low level at the timing when the time corresponding to DS (duty ratio DS ⁇ cycle T) has passed.
  • the control circuit 19 maintains the gate signals GA and GB at a low level (not shown). As a result, charging current ICHG as shown in FIG. 8(C) flows into capacitor 9, and voltage VH gradually increases (FIG. 8(G)).
  • the voltage gradient of this voltage VH shown in FIG. 6 is set by the duty ratios DP and DS.
  • the threshold generation unit 25 sets the threshold THtop to the value indicated by the target voltage command value VHtarget, and sets the threshold THbot according to the target voltage command value VHtarget. set to the value (Fig. 6(D)).
  • the threshold generation unit 25 sets the threshold THbot to a value indicated by the target voltage command value VHtarget, and sets the threshold THtop according to the target voltage command value VHtarget.
  • the threshold generating unit 25 sets the threshold THtop to a value (eg, VHtarget+ ⁇ V1) corresponding to the target voltage command value VHtarget, and sets the threshold THbot to a value (eg, VHtarget) corresponding to the target voltage command value VHtarget.
  • VHtarget- ⁇ V2 are arbitrary values according to the target voltage command value VHtarget.
  • the precharge control unit 21 sets the duty ratios DP and DS to predetermined values (FIGS. 6B and 6C).
  • the precharge control unit 21 sets the duty ratio DP to a value slightly lower than the value immediately before the timing t26, and sets the duty ratio DS to a value slightly lower than the value immediately before the timing t26. do.
  • the duty ratio generators 23 and 24 generate duty ratios DP and DS of predetermined values according to the voltage VL during the voltage maintenance period P2.
  • the duty ratio generators 23 and 24 may generate the duty ratios DP and DS by performing feedback control based on the voltage VL.
  • comparator 26 changes enable signal EN from high level to low level ((A) in FIG. 6).
  • the gate signal generator 28 maintains the gate signals GC and GD at low level, and the gate signal generator 29 maintains the gate signals GE and GF at low level. As a result, power conversion device 10 stops switching operation, and voltage VH decreases (FIG. 6(D)).
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from low level to high level ((A) in FIG. 6).
  • the gate signal generator 28 generates the gate signals GC and GD based on the duty ratio DP (FIG. 6(C)), and the gate signal generator 29 generates the gate signals based on the duty ratio DS (FIG. 6(B)).
  • Generate signals GE and GF As a result, the power converter 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF, supplies the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9, and increases the voltage VH ((D) in FIG. 6).
  • comparator 26 changes enable signal EN from high level to low level ((A) in FIG. 6).
  • the power conversion system 1 repeats this operation from timing t26 to t28.
  • the gate signal generators 28 and 29 output the gate signals GC to GF while the enable signal EN is at high level, and stop outputting the gate signals GC to GF while the enable signal EN is at low level.
  • the power conversion system 1 intermittently operates during the voltage maintenance period P2.
  • voltage VH oscillates between threshold THtop and threshold THbot.
  • Voltage VH is controlled to a voltage within a voltage range that is equal to or lower than threshold THtop and equal to or higher than threshold THbot.
  • Threshold values THtop and THbot are set to values corresponding to target voltage command value VHtarget in voltage maintenance period P2, so voltage VH is maintained near the voltage indicated by target voltage command value VHtarget.
  • the control circuit 19 controls the first In the period, a first threshold value (threshold value THbot) that increases with time is generated, and the voltage value of the voltage VH at the first power terminals (terminals T11 and T12) is the first threshold value.
  • a first threshold value (threshold value THbot) that increases with time is generated, and the voltage value of the voltage VH at the first power terminals (terminals T11 and T12) is the first threshold value.
  • the control circuit 19 sets a second threshold value (threshold value THbot) which increases with time and has a value larger than the first threshold value (threshold value THbot) during the first period.
  • the THtop and outputs gate signals GE, GF when the voltage value of the voltage VH at the first power terminals (terminals T11, T12) reaches the second threshold (threshold THtop).
  • the output state is switched to an output stop state in which the output of the gate signals GE and GF is stopped.
  • the voltage change of the voltage VH can be controlled based on the threshold values THtop and THbot during the precharge period P1. Therefore, in the power conversion system 1, various characteristics such as the charging time required for the precharge operation and the voltage gradient of the voltage VH in the precharge operation can be controlled.
  • the charging characteristic of the precharge operation can be set to a predetermined characteristic regardless of the capacitance value of the capacitor 9. .
  • the charging characteristics in the precharge operation can be set.
  • the outputs of the gate signals GE and GF are controlled based on the results of comparison between the voltage VH and the threshold values THtop and THbot. Accordingly, in the power conversion system 1, for example, the current sensor used in the technology described in Patent Document 1 does not need to be provided, so a simple configuration can be realized.
  • the outputs of the gate signals GE and GF are controlled based on the result of comparison between the voltage VH and the threshold values THtop and THbot.
  • the signal EN transitions to perform intermittent operation. Thereby, in the power conversion system 1, for example, temperature rise in the switching circuit 12 and the rectifier circuit 14 can be suppressed.
  • the first threshold value increases with time. is generated, and when the voltage value of the voltage at the first power terminal reaches the first threshold value, the output stop state of stopping the output of the gate signal is switched to the output state of outputting the gate signal. bottom. Also during the first period, generating a second threshold that increases with time and has a value greater than the first threshold, and the voltage value of the voltage at the first power terminal. reaches the second threshold value, the output state of outputting the gate signal is switched to the output stop state of stopping the output of the gate signal. This makes it possible to set the charging characteristics in the precharge operation with a simple configuration.
  • the slope ktop of the threshold THtop and the slope kbot of the threshold THbot are equal to each other in the precharge period P1, but the present invention is not limited to this. Alternatively, they may be different from each other, as shown in FIG. In this case, the hysteresis amount HYS changes over time. In this example, the slope ktop of the threshold THtop is made smaller than the slope kbot of the threshold THbot. Therefore, the hysteresis amount HYS gradually decreases over time.
  • the threshold THtop is linearly increased and the threshold THbot is linearly increased with the lapse of time.
  • the threshold THtop may be varied linearly, or the threshold THbot may be varied linearly.
  • the present invention is not limited to this.
  • the threshold THtop may be changed in a curved line, and the threshold THbot may be changed in a curved line.
  • threshold generator 25 generates two thresholds THtop and THbot, and comparator 26 compares voltage VH with thresholds THtop and THbot to generate enable signal EN. was generated, but is not limited to this. Alternatively, for example, it may operate based on only one of the two thresholds THtop, THbot. Some examples are given below.
  • FIG. 11 shows a configuration example of the control circuit 19A according to this modified example.
  • the control circuit 19A has a precharge control section 21A.
  • the precharge control section 21A has a threshold value generation section 25A and a comparison section 26A.
  • Threshold generating unit 25A is configured to generate threshold THbot based on target voltage command value VHtarget of voltage VH included in control signal CTL in precharge period P1 and voltage maintaining period P2.
  • Comparator 26A is configured to generate enable signal EN by comparing voltage VH and threshold THbot in precharge period P1 and voltage maintenance period P2.
  • FIG. 12 shows an operation example of the comparison unit 26A.
  • the enable signal EN changes from low level to high level.
  • the control circuit 19A outputs the gate signals GA to GF.
  • the power converter 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF to supply the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9 and increase the voltage VH.
  • the comparator 26A changes the enable signal EN from high level to low level.
  • the control circuit 19A maintains the gate signals GA to GF at low level.
  • power converter 10 stops switching operation and voltage VH drops.
  • the comparator 26A changes the enable signal EN from low level to high level. The subsequent operations are the same.
  • FIG. 13 shows a configuration example of another control circuit 19B according to this modified example.
  • the control circuit 19B has a precharge control section 21B.
  • the precharge control section 21B has a threshold value generation section 25B and a comparison section 26B.
  • Threshold generating unit 25B is configured to generate threshold THtop based on target voltage command value VHtarget of voltage VH included in control signal CTL in precharge period P1 and voltage maintaining period P2.
  • Comparator 26B is configured to generate enable signal EN by comparing voltage VH and threshold THtop in precharge period P1 and voltage maintenance period P2.
  • FIG. 14 shows an operation example of the comparison section 26B.
  • the enable signal EN changes from low level to high level.
  • the control circuit 19B outputs the gate signals GA to GF.
  • the power converter 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF to supply the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9 and increase the voltage VH.
  • the comparator 26B changes the enable signal EN from high level to low level.
  • the control circuit 19 maintains the gate signals GA to GF at low level.
  • power converter 10 stops switching operation and voltage VH drops.
  • the comparator 26B changes the enable signal EN from low level to high level. The subsequent operations are the same.
  • the threshold generator 25 generates the thresholds THtop and THbot based on the target voltage command value VHtarget included in the control signal CTL. For example, as shown in FIG. 15, when the target voltage command value VHtarget is changed, the threshold generator 25 updates the thresholds THtop and THbot based on the changed target voltage command value VHtarget. You may In this example, threshold generator 25 generates thresholds THtop and THbot such that thresholds THtop and THbot gradually increase based on target voltage command value VHtarget during the period up to timing t72. Then, at timing t72, threshold generator 25 sets thresholds THtop and THbot to values corresponding to target voltage command value VHtarget.
  • threshold generator 25 sets thresholds THtop and THbot to values corresponding to the changed target voltage command value VHtarget at timing t74.
  • the thresholds THtop and THbot change stepwise at timing t74.
  • threshold generator 25 sets thresholds THtop and THbot to values corresponding to changed target voltage command value VHtarget at timings t75 and t76, respectively.
  • the control circuit 19 generates both the duty ratio DP and the duty ratio DS in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2, but it is not limited to this.
  • the control circuit 19 may generate only the duty ratio DS and maintain the duty ratio DP at "0".
  • the switching circuit 12 does not perform switching operation, and the rectifier circuit 14 performs switching operation.
  • the precharge operation can be performed in the same manner as in the above embodiment.
  • the gate signal generators 28 and 29 operate based on the enable signal EN to output and stop the output of the gate signals GA to GF, but the present invention is not limited to this.
  • the duty ratio generator may operate based on the enable signal EN to output and stop the output of the gate signals GA to GF. This modification will be described in detail below.
  • FIG. 17 shows a configuration example of a control circuit 19C according to this modified example.
  • the control circuit 19C has a precharge control section 21C and gate signal generation sections 28C and 29C.
  • the precharge control unit 21C has duty ratio generation units 23C and 24C.
  • the duty ratio generator 23C is configured to generate the duty ratio DP based on the voltage VL when the enable signal EN is at high level during the precharge period P1 and the voltage sustain period P2.
  • the duty ratio generator 24C is configured to generate the duty ratio DS based on the voltage VL when the enable signal EN is at high level during the precharge period P1 and the voltage sustain period P2.
  • the gate signal generation section 28C is configured to generate the gate signals GA to GD based on the duty ratio DP generated by the duty ratio generation section 23C and the power conversion control section 27. Specifically, in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2, the gate signal generator 28C generates the gate signals GC and GD based on the duty ratio DP generated by the duty ratio generator 23C. GA and GB are maintained at a low level. Further, the gate signal generation section 28C generates the gate signals GA to GD based on the duty ratio DP generated by the power conversion control section 27 during the power conversion period P3.
  • the gate signal generator 29C is configured to generate the gate signals GE and GF based on the duty ratio DS generated by the duty ratio generator 24C and the power conversion controller 27 . Specifically, the gate signal generator 29C generates the gate signals GE and GF based on the duty ratio DS generated by the duty ratio generator 24C in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2. Further, the gate signal generator 29C generates the gate signals GE and GF based on the duty ratio DS generated by the power conversion controller 27 during the power conversion period P3.
  • FIG. 18 shows an example of the precharge operation in the power conversion system 1 including the control circuit 19C, where (A) shows the waveform of the enable signal EN, and (B) shows the duty cycle of the switching operation in the rectifier circuit 14. (C) shows the duty ratio DP of the switching operation in switching circuit 12, and (D) shows the waveform of voltage VH and thresholds THtop and THbot.
  • the power conversion system 1 starts the precharge operation.
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from low level to high level ((A) in FIG. 18).
  • the duty ratio generator 24C starts to generate the duty ratio DS at this timing t81 ((B) in FIG. 18), and the duty ratio generator 23C starts to generate the duty ratio DS at the timing after this timing t81.
  • the gate signal generator 28C generates gate signals GC and GD based on the duty ratio DP
  • the gate signal generator 29C generates gate signals GE and GF based on the duty ratio DS.
  • the power conversion device 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF, supplies the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9, and increases the voltage VH (FIG. 18(D)).
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from high level to low level ((A) in FIG. 18).
  • the duty ratio generator 23C sets the duty ratio DS to "0" ((B) in FIG. 18), and the duty ratio generator 24C sets the duty ratio DP to "0" ((C) in FIG. 18). )).
  • the gate signal generator 28C maintains the gate signals GC and GD at low level based on this duty ratio DP, and the gate signal generator 29C maintains the gate signals GE and GF at low level based on this duty ratio DS. do.
  • power conversion device 10 stops switching operation, and voltage VH decreases (FIG. 18(D)).
  • the comparator 26 changes the enable signal EN from low level to high level ((A) in FIG. 18). Based on this enable signal EN, the duty ratio generator 23C starts to generate the duty ratio DS (FIG. 18(B)), and the duty ratio generator 24C starts to generate the duty ratio DP (FIG. 18(C)). At this time, the duty ratio generator 23C gradually increases the duty ratio DS, and the duty ratio generator 24C gradually increases the duty ratio DP.
  • the gate signal generator 28C generates gate signals GC and GD based on this duty ratio DP, and the gate signal generator 29C generates gate signals GE and GF based on this duty ratio DS.
  • the power conversion device 10 performs a switching operation based on the gate signals GA to GF, supplies the power of the low-voltage battery BL to the capacitor 9, and increases the voltage VH (FIG. 18(D)).
  • comparator 26 changes enable signal EN from high level to low level ((A) in FIG. 18).
  • the power conversion system 1 repeats this operation from timing t82 to t84.
  • the duty ratios DP and DS are set to "0" while the enable signal EN is at low level, and when the enable signal EN changes from low level to high level Then, the duty ratios DP and DS are gradually increased. As a result, the power conversion system 1 can reduce the rush current when the enable signal EN changes from low level to high level.
  • the control circuit 19 generates the duty ratios DP and DS based on the voltage VL in the precharge period P1 and the voltage maintenance period P2.
  • the duty ratios DP and DS may be generated based on the voltage VH.
  • the control circuit 19D has a precharge control section 21D.
  • the precharge controller 21D has duty ratio generators 23D and 24D.
  • Duty ratio generation unit 23D is configured to generate duty ratio DP based on voltage VH in precharge period P1 and voltage maintenance period P2.
  • Duty ratio generation unit 24D is configured to generate duty ratio DS based on voltage VH in precharge period P1 and voltage maintenance period P2.
  • the duty ratio generators 23D and 24D may generate the duty ratios DP and DS of predetermined values according to the voltage VH, for example, or generate the duty ratios DP and DS by performing feedback control based on the voltage VH. You may
  • the rectifier circuit 14 is configured using a full-bridge circuit, but the present invention is not limited to this, and various circuits can be applied. For example, it may be a so-called center tap type power conversion system. This modification will be described in detail below.
  • FIG. 20 shows an example of the power conversion system 2 according to this modified example.
  • the power conversion system 2 has a transformer 33 , a rectifier circuit 34 and a control circuit 39 .
  • the transformer 33 has windings 33A, 33B, and 33C.
  • Winding 33 A has one end connected to node N 1 in switching circuit 12 and the other end connected to node N 2 in switching circuit 12 .
  • Winding 33B has one end connected to node N6 and the other end connected to one end of winding 33C and voltage line L21A.
  • One end of winding 33C is connected to the other end of winding 33B and voltage line L21A, and the other end is connected to node N7.
  • the rectifier circuit 34 has transistors S9 and S10.
  • the transistors S9 and S10 are configured using, for example, N-type field effect transistors.
  • Transistors S9 and S10 have body diodes D9 and D10, respectively.
  • the transistor S9 is provided on a path connecting the node N6 and the reference voltage line L22, and is configured to connect the node N6 to the reference voltage line L22 when turned on.
  • the transistor S9 has a drain connected to the node N6, a gate supplied with the gate signal GF, and a source connected to the reference voltage line L22.
  • the transistor S10 is provided on a path connecting the node N7 and the reference voltage line L22, and is configured to connect the node N7 to the reference voltage line L22 when turned on.
  • the transistor S20 has a drain connected to the node N7, a gate supplied with the gate signal GE, and a source connected to the reference voltage line L22.
  • Control circuit 39 controls switching circuit 12 and rectifying circuit 14 based on voltage VH detected by voltage sensor 11, voltage VL detected by voltage sensor 18, and control information CTL supplied from a system controller (not shown). By controlling the operation, it is configured to control the operation of the power converter 10 .
  • the control circuit 19 generates gate signals GA to GF based on the voltages VH and VL, and controls the operation of the power conversion device 30 by performing PWM control with the gate signals GA to GF. It has become.
  • the switching circuit 12 is configured using a full-bridge circuit, but the present invention is not limited to this, and various circuits can be applied. can.
  • the step-down operation is performed in the power conversion operation, but the present invention is not limited to this, and the step-up operation may be performed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本発明の電力変換装置は、第１の電力端子と、第１の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第１の複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、トランスと、第２の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第２の複数のスイッチング素子を有する整流回路と、平滑回路と、第２の電力端子と、制御回路とを備える。制御回路は、第１の電力端子から第２の電力端子に向かって電力を供給する前の第１の期間において、時間の経過に応じて増加する第１のしきい値を生成し、第１の電力端子における電圧の電圧値が第１のしきい値に到達した場合に、第２の駆動信号を出力する出力状態から第２の駆動信号の出力を停止する出力停止状態への切り替え、または出力停止状態から出力状態への切り替えを行う。

Description

電力変換装置および電力変換システム
　本発明は、電力を変換する電力変換装置および電力変換システムに関する。
　１次側のバッテリの電力を変換して２次側のバッテリに供給する電力変換装置には、電力変換動作を行う前に、電力変換装置を介して２次側のバッテリの電力を１次側のキャパシタに供給する、いわゆるプリジャージ動作を行うものがある。例えば、特許文献１には、プリチャージ動作における電流を制御する技術が開示されている。
特開２０１９－２０５２９３号公報
　このようなプリチャージ動作を行う電力変換装置では、例えば、１次側のキャパシタの電圧は、充電が進むにつれて変化量が小さくなっていくので、充電に時間がかかる。また、例えば、１次側のキャパシタの容量値に応じて、プリチャージ動作にかかる充電時間や、プリチャージ動作における電圧勾配は変化し得る。このようなプリチャージ動作の充電特性は、例えば所定の特性になるように設定できることが望まれる。電力変換装置では、シンプルな構成により、このような充電特性を設定することができることが望まれる。
　シンプルな構成により、プリチャージ動作における充電特性を設定することができる電力変換装置および電力変換システムを提供することが望ましい。
　本発明の一実施の形態に係る電力変換装置は、第１の電力端子と、スイッチング回路と、トランスと、整流回路と、平滑回路と、第２の電力端子と、制御回路とを備えている。スイッチング回路は、第１の電力端子に接続され、第１の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第１の複数のスイッチング素子を有するものである。トランスは、スイッチング回路に接続された第１の巻線と、第２の巻線とを有するものである。整流回路は、第２の巻線に接続され、第２の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第２の複数のスイッチング素子を有するものである。平滑回路は、整流回路に接続されたものである。第２の電力端子は、平滑回路に接続されたものである。制御回路は、第１の複数のスイッチング素子および第２の複数のスイッチング素子の動作を制御可能なものである。制御回路は、第１の電力端子から第２の電力端子に向かって電力を供給する前の第１の期間において、時間の経過に応じて増加する第１のしきい値を生成可能であり、第１の電力端子における電圧の電圧値が第１のしきい値に到達した場合に、第２の駆動信号を出力する出力状態から第２の駆動信号の出力を停止する出力停止状態への切り替え、または出力停止状態から出力状態への切り替えを行うことが可能である。
　本発明の一実施の形態に係る電力変換システムは、第１のバッテリと、キャパシタと、第１のスイッチと、第２のスイッチと、電力変換装置と、第２のバッテリとを備えている。第１のバッテリは、第１の端子および第２の端子を有するものである。キャパシタは、第１の端子および第２の端子を有するものである。第１のスイッチは、第１のバッテリの第１の端子とキャパシタの第１の端子とを結ぶ経路に設けられる。第２のスイッチは、第１のバッテリの第２の端子とキャパシタの第２の端子とを結ぶ経路に設けられる。電力変換装置は、第１の電力端子と、スイッチング回路と、トランスと、整流回路と、平滑回路と、第２の電力端子と、制御回路とを有する。第１の電力端子は、キャパシタの第１の端子に接続された第１の接続端子、およびキャパシタの第２の端子に接続された第２の接続端子を有するものである。スイッチング回路は、第１の電力端子に接続され、第１の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第１の複数のスイッチング素子を有するものである。トランスは、スイッチング回路に接続された第１の巻線と、第２の巻線とを有するものである。整流回路は、第２の巻線に接続され、第２の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第２の複数のスイッチング素子を有するものである。平滑回路は、整流回路に接続されたものである。第２の電力端子は、平滑回路に接続されたものである。制御回路は、第１の複数のスイッチング素子および第２の複数のスイッチング素子の動作を制御可能なものである。制御回路は、第１の電力端子から第２の電力端子に向かって電力を供給する前の第１の期間において、時間の経過に応じて増加する第１のしきい値を生成可能であり、第１の電力端子における電圧の電圧値が第１のしきい値に到達した場合に、第２の駆動信号を出力する出力状態から第２の駆動信号の出力を停止する出力停止状態への切り替え、または出力停止状態から出力状態への切り替えを行うことが可能である。
　本発明の一実施の形態に係る電力変換装置および電力変換システムによれば、シンプルな構成により、プリチャージ動作における充電特性を設定することができる。
本発明の一実施の形態に係る電力変換システムの一構成例を表す回路図である。 図１に示した制御回路の一構成例を表すブロック図である。 図２に示したしきい値生成部の一動作例を表す説明図である。 図２に示した比較部における比較動作の一特性例を表す説明図である。 図２に示した比較部の一動作例を表すタイミング図である。 図１に示した電力変換システムにおけるプリチャージ動作の一例を表すタイミング図である。 図６に示したイネーブル信号とゲート信号との関係を表すタイミング波形図である。 図１に示した電力変換システムにおけるプリチャージ動作の一例を表すタイミング波形図である。 変形例に係るしきい値生成部の一動作例を表す説明図である。 他の変形例に係るしきい値生成部の一動作例を表す説明図である。 他の変形例に係る制御回路の一構成例を表すブロック図である。 図１１に示した比較部の一動作例を表すタイミング図である。 他の変形例に係る制御回路の一構成例を表すブロック図である。 図１３に示した比較部の一動作例を表すタイミング図である。 他の変形例に係る電力変換システムにおけるプリチャージ動作の一例を表すタイミング図である。 他の変形例に係る電力変換システムにおけるプリチャージ動作の一例を表すタイミング図である。 他の変形例に係る制御回路の一構成例を表すブロック図である。 図７に示した制御回路を備えた電力変換システムにおけるプリチャージ動作の一例を表すタイミング図である。 他の変形例に係る制御回路の一構成例を表すブロック図である。 他の変形例に係る電力変換システムの一構成例を表す回路図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜実施の形態＞
［構成例］
　図１は、本発明の一実施の形態に係る電力変換装置を備えた電力変換システム１の一構成例を表すものである。電力変換システム１は、高圧バッテリＢＨと、スイッチＳＷ１，ＳＷ２と、キャパシタ９と、電力変換装置１０と、低圧バッテリＢＬとを備えている。この電力変換システム１は、高圧バッテリＢＨから供給された電力を変換し、変換された電力を低圧バッテリＢＬに供給するように構成される。
　高圧バッテリＢＨは、電力を蓄えるように構成される。高圧バッテリＢＨは、スイッチＳＷ１，ＳＷ２を介して電力を電力変換装置１０に供給するようになっている。
　スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、オン状態になることにより高圧バッテリＢＨに蓄えられた電力を電力変換装置１０に供給するように構成される。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、例えばリレーを用いて構成される。スイッチＳＷ１は、オン状態になることにより、高圧バッテリＢＨの正端子と電力変換装置１０の端子Ｔ１１とを接続する。スイッチＳＷ２は、オン状態になることにより、高圧バッテリＢＨの負端子と電力変換装置１０の端子Ｔ１２とを接続する。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、図示しないシステム制御部からの指示に基づいてオンオフするようになっている。
　キャパシタ９の一端は電力変換装置１０の端子Ｔ１１およびスイッチＳＷ１に接続され、他端は電力変換装置１０の端子Ｔ１２およびスイッチＳＷ２に接続される。
　電力変換装置１０は、高圧バッテリＢＨから供給された電圧を降圧することにより、電力を変換し、変換された電力を低圧バッテリＢＬに供給するように構成される。電力変換装置１０は、端子Ｔ１１，Ｔ１２と、電圧センサ１１と、スイッチング回路１２と、トランス１３と、整流回路１４と、平滑回路１５と、電圧センサ１８と、制御回路１９と、端子Ｔ２１，Ｔ２２とを有している。高圧バッテリＢＨ、スイッチＳＷ１，ＳＷ２、キャパシタ９、電圧センサ１１、およびスイッチング回路１２は、電力変換システム１の１次側回路を構成し、整流回路１４、平滑回路１５、電圧センサ１８、および低圧バッテリＢＬは、電力変換システム１の２次側回路を構成する。
　端子Ｔ１１，Ｔ１２は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態になることにより、高圧バッテリＢＨから電圧が供給されるように構成される。電力変換装置１０の装置内において、端子Ｔ１１は電圧線Ｌ１１に接続され、端子Ｔ１２は基準電圧線Ｌ１２に接続される。
　電圧センサ１１は、電圧線Ｌ１１における電圧を検出するように構成される。電圧センサ１１の一端は電圧線Ｌ１１に接続され、他端は基準電圧線Ｌ１２に接続される。電圧センサ１１は、基準電圧線Ｌ１２での電圧を基準とした電圧線Ｌ１１での電圧を、電圧ＶＨとして検出する。そして、電圧センサ１１は、電圧ＶＨの検出結果を制御回路１９に供給するようになっている。
　スイッチング回路１２は、高圧バッテリＢＨから供給された直流電圧を交流電圧に変換するように構成される。スイッチング回路１２は、フルブリッジ型の回路であり、トランジスタＳ１～Ｓ４を有する。トランジスタＳ１～Ｓ４は、ゲート信号ＧＡ～ＧＤに基づいてそれぞれスイッチング動作を行うスイッチング素子である。トランジスタＳ１～Ｓ４は、例えばＮ型の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field Effect Transistor）を用いて構成される。トランジスタＳ１～Ｓ４は、ボディダイオードＤ１～Ｄ４をそれぞれ有している。例えば、ボディダイオードＤ１のアノードはトランジスタＳ１のソースに接続され、カソードはトランジスタＳ１のドレインに接続される。ボディダイオードＤ２～Ｄ４についても同様である。なお、この構成に限定されるものではなく、例えばトランジスタＳ１～Ｓ４のそれぞれのドレイン・ソース間に、ダイオード素子を外付けしてもよい。また、この例では、Ｎ型の電界効果トランジスタを用いたが、スイッチング素子であればどのようなものを用いてもよい。
　トランジスタＳ１は、電圧線Ｌ１１とノードＮ１とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ１を電圧線Ｌ１１に接続するように構成される。トランジスタＳ１のドレインは電圧線Ｌ１１に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＡが供給され、ソースはノードＮ１に接続される。トランジスタＳ２は、ノードＮ１と基準電圧線Ｌ１２とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ１を基準電圧線Ｌ１２に接続するように構成される。トランジスタＳ２のドレインはノードＮ１に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＢが供給され、ソースは基準電圧線Ｌ１２に接続される。ノードＮ１は、トランジスタＳ１のソースとトランジスタＳ２のドレインとの接続点である。
　トランジスタＳ３は、電圧線Ｌ１１とノードＮ２とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ２を電圧線Ｌ１１に接続するように構成される。トランジスタＳ３のドレインは電圧線Ｌ１１に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＣが供給され、ソースはノードＮ２に接続される。トランジスタＳ４は、ノードＮ２と基準電圧線Ｌ１２とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ２を基準電圧線Ｌ１２に接続するように構成される。トランジスタＳ４のドレインはノードＮ２に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＤが供給され、ソースは基準電圧線Ｌ１２に接続される。ノードＮ２は、トランジスタＳ３のソースとトランジスタＳ４のドレインとの接続点である。
　トランス１３は、１次側回路と２次側回路とを直流的に絶縁するとともに交流的に接続し、１次側回路から供給された交流電圧を、トランス１３の変成比Ｎで変換し、変換された交流電圧を２次側回路に供給するように構成される。トランス１３は、巻線１３Ａ，１３Ｂを有している。巻線１３Ａの一端はスイッチング回路１２におけるノードＮ１に接続され、他端はスイッチング回路１２におけるノードＮ２に接続される。巻線１３Ｂの一端は整流回路１４におけるノードＮ４（後述）に接続され、他端は整流回路１４におけるノードＮ５（後述）に接続される。
　整流回路１４は、トランス１３の巻線１３Ｂから出力された交流電圧を整流することにより出力電圧を生成するように構成される。整流回路１４は、フルブリッジ型の回路であり、トランジスタＳ５～Ｓ８を有する。トランジスタＳ５～Ｓ８は、ゲート信号ＧＥ，ＧＦに基づいてスイッチング動作を行うように構成される。トランジスタＳ５～Ｓ８は、スイッチング回路１２のトランジスタＳ１～Ｓ４と同様に、例えばＮ型の電界効果トランジスタを用いて構成される。トランジスタＳ５～Ｓ８は、トランジスタＳ１～Ｓ４と同様に、ボディダイオードＤ５～Ｄ８をそれぞれ有している。
　トランジスタＳ５は、電圧線Ｌ２１ＡとノードＮ４とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ４を電圧線Ｌ２１Ａに接続するように構成される。トランジスタＳ５のドレインは電圧線Ｌ２１Ａに接続され、ゲートにはゲート信号ＧＦが供給され、ソースはノードＮ４に接続される。トランジスタＳ６は、ノードＮ４と基準電圧線Ｌ２２とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ４を基準電圧線Ｌ２２に接続するように構成される。トランジスタＳ６のドレインはノードＮ４に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＥが供給され、ソースは基準電圧線Ｌ２２に接続される。ノードＮ４は、トランジスタＳ５のソースとトランジスタＳ６のドレインとの接続点である。
　トランジスタＳ７は、電圧線Ｌ２１ＡとノードＮ５とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ５を電圧線Ｌ２１Ａに接続するように構成される。トランジスタＳ７のドレインは電圧線Ｌ２１Ａに接続され、ゲートにはゲート信号ＧＥが供給され、ソースはノードＮ５に接続される。トランジスタＳ８は、ノードＮ５と基準電圧線Ｌ２２とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ５を基準電圧線Ｌ２２に接続するように構成される。トランジスタＳ８のドレインはノードＮ５に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＦが供給され、ソースは基準電圧線Ｌ２２に接続される。ノードＮ５は、トランジスタＳ７のソースとトランジスタＳ８のドレインとの接続点である。
　平滑回路１５は、整流回路１４の出力電圧を平滑化するように構成される。平滑回路１５は、チョークインダクタ１６と、キャパシタ１７とを有している。チョークインダクタ１６の一端は電圧線Ｌ２１Ａに接続され、他端は電圧線Ｌ２１Ｂに接続される。キャパシタ１７の一端は電圧線Ｌ２１Ｂに接続され、他端は基準電圧線Ｌ２２に接続される。なお、この例では、チョークインダクタ１６を電圧線Ｌ２１Ａ，Ｌ２１Ｂに設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば基準電圧線Ｌ２２に設けてもよい。
　電圧センサ１８は、電圧線Ｌ２１Ｂにおける電圧を検出するように構成される。電圧センサ１８の一端は電圧線Ｌ２１Ｂに接続され、他端は基準電圧線Ｌ２２に接続される。電圧センサ１８は、基準電圧線Ｌ２２での電圧を基準とした電圧線Ｌ２１Ｂでの電圧を、電圧ＶＬとして検出する。そして、電圧センサ１８は、電圧ＶＬの検出結果を制御回路１９に供給するようになっている。
　制御回路１９は、電圧センサ１１により検出された電圧ＶＨ、電圧センサ１８により検出された電圧ＶＬ、および図示しないシステム制御部から供給された制御情報ＣＴＬに基づいて、スイッチング回路１２および整流回路１４の動作を制御することにより、電力変換装置１０の動作を制御するように構成される。具体的には、制御回路１９は、電圧ＶＨ，ＶＬに基づいてゲート信号ＧＡ～ＧＦを生成し、このゲート信号ＧＡ～ＧＦによりＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことにより、電力変換装置１０の動作を制御するようになっている。制御回路１９は、例えば、マイクロコントローラなどを用いて構成される。制御回路１９は、供給された電圧ＶＨ，ＶＬをＡＤ変換し、ＡＤ変換されたデジタル値に基づいて処理を行う。以下、ＡＤ変換されたデジタル値を表すものとして、電圧ＶＨ，ＶＬを適宜用いる。
　端子Ｔ２１，Ｔ２２は、電力変換装置１０が生成した電圧を低圧バッテリＢＬに供給するように構成される。電力変換装置１０の装置内において、端子Ｔ２１は電圧線Ｌ２１Ｂに接続され、端子Ｔ２２は基準電圧線Ｌ２２に接続される。また、端子Ｔ２１は、低圧バッテリＢＬの正端子に接続され、端子Ｔ２２は低圧バッテリＢＬの負端子に接続される。
　低圧バッテリＢＬは、電力変換装置１０から供給された電力を蓄えるように構成される。　　
　この構成により、電力変換システム１では、高圧バッテリＢＨから供給された電力を変換し、変換された電力を低圧バッテリＢＬに供給する電力変換動作を行うようになっている。
　また、この電力変換システム１では、このような電力変換動作を開始する前の準備期間（プリチャージ期間Ｐ１）において、キャパシタ９をチャージする、いわゆるプリチャージ動作を行う機能をも有している。このプリチャージ動作では、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はオフ状態であり、制御回路１９がスイッチング回路１２および整流回路１４の動作を制御することにより、電力変換システム１は、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給する。これにより、電力変換装置１０では、電力変換動作を行うためにスイッチＳＷ１，ＳＷ２をオン状態にしたときに高圧バッテリＢＨからキャパシタ９に流れる突入電流を抑えることができるようになっている。
　図２は、制御回路１９の一構成例を表すものである。制御回路１９は、プリチャージ制御部２１と、電力変換制御部２７と、ゲート信号生成部２８，２９とを有している。
　プリチャージ制御部２１は、プリチャージ期間Ｐ１およびそのプリチャージ期間Ｐ１に続く期間（電圧維持期間Ｐ２）において、電圧ＶＬに基づいて、スイッチング回路１２におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＰ、および整流回路１４におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＳを生成するように構成される。また、プリチャージ制御部２１は、電圧ＶＨに基づいて、制御回路１９がゲート信号ＧＡ～ＧＦを出力するかどうかを示すイネーブル信号ＥＮを生成する機能をも有している。プリチャージ制御部２１は、デューティ比生成部２３，２４と、しきい値生成部２５と、比較部２６とを有している。
　デューティ比生成部２３は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＬに基づいて、スイッチング回路１２におけるデューティ比ＤＰを生成するように構成される。具体的には、デューティ比生成部２３は、プリチャージ期間Ｐ１において、電圧ＶＬが大きいほどデューティ比ＤＰが低くなるように、デューティ比ＤＰを生成する。デューティ比生成部２３は、例えば、“ＤＰ＝Ｘ１／ＶＬ”のような関数を用いて、電圧ＶＬに基づいてデューティ比ＤＰを生成することができる。ここで、“Ｘ１”は、電圧の次元を有する定数であり、電圧ＶＬの値よりも小さい任意の定数である。また、デューティ比生成部２３は、例えば、デューティ比ＤＰと電圧ＶＬとの関係を示すテーブルデータを用いて、電圧ＶＬに基づいてデューティ比ＤＰを生成してもよい。デューティ比生成部２３は、プリチャージ期間Ｐ１において、デューティ比ＤＰが徐々に増加するように、デューティ比ＤＰを生成する。これにより、電力変換システム１では、回路内の電流ストレスを低減することができる。また、デューティ比生成部２３は、電圧維持期間Ｐ２において、例えば電圧ＶＬに応じた所定の値のデューティ比ＤＰを生成する。なお、これに限定されるものではなく、デューティ比生成部２３は、電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＬに基づいてフィードバック制御を行うことによりデューティ比ＤＰを生成してもよい。
　デューティ比生成部２４は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＬに基づいて、整流回路１４におけるデューティ比ＤＳを生成するように構成される。具体的には、デューティ比生成部２４は、プリチャージ期間Ｐ１において、電圧ＶＬが大きいほどデューティ比ＤＳが低くなるように、デューティ比ＤＳを生成する。デューティ比生成部２４は、例えば、“ＤＳ＝Ｘ２／ＶＬ”のような関数を用いて、電圧ＶＬに基づいてデューティ比ＤＳを生成することができる。ここで、“Ｘ２”は、電圧の次元を有する定数であり、電圧ＶＬの値よりも小さい任意の定数である。また、デューティ比生成部２４は、例えば、デューティ比ＤＳと電圧ＶＬとの関係を示すテーブルデータを用いて、電圧ＶＬに基づいてデューティ比ＤＳを生成してもよい。デューティ比生成部２４は、プリチャージ期間Ｐ１において、デューティ比ＤＳが徐々に増加するように、デューティ比ＤＳを生成する。これにより、電力変換システム１では、回路内の電流ストレスを低減することができる。また、デューティ比生成部２４は、電圧維持期間Ｐ２において、例えば電圧ＶＬに応じた所定の値のデューティ比ＤＳを生成する。なお、これに限定されるものではなく、デューティ比生成部２４は、電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＬに基づいてフィードバック制御を行うことによりデューティ比ＤＳを生成してもよい。
　しきい値生成部２５は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、制御情報ＣＴＬに含まれる、電圧ＶＨの目標電圧指令値ＶＨtargetに基づいて、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotを生成するように構成される。しきい値ＴＨtopは、電圧ＶＨの上限電圧に対応する値であり、しきい値ＴＨbotは、電圧ＶＨの下限電圧に対応する値である。
　図３は、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotの一例を表すものである。この例では、しきい値生成部２５は、プリチャージ期間Ｐ１が開始するタイミングｔ１以降において、時間の経過に応じてしきい値ＴＨtopを一次関数的に増加させ、タイミングｔ３以降において、しきい値ＴＨtopの変化を停止させる。このタイミングｔ３以降のしきい値ＴＨtopの値は、目標電圧指令値ＶＨtargetである。なお、この例では、しきい値ＴＨtopの値は、タイミングｔ３以降において、目標電圧指令値ＶＨtargetと同じ値にしたが、これに限定されるものではなく、例えば、目標電圧指令値ＶＨtargetに値ΔＶを加算した値（ＶＨtarget＋ΔＶ）であってもよい。ここで、ΔＶは、目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた任意の値である。また、しきい値生成部２５は、タイミングｔ１より後のタイミングｔ２以降において、時間の経過に応じてしきい値ＴＨbotを一次関数的に増加させ、タイミングｔ３より後のタイミングｔ４以降において、しきい値ＴＨbotの変化を停止させる。しきい値ＴＨtopは、しきい値ＴＨbotよりも大きい値である。また、この例では、タイミングｔ１～ｔ３の期間におけるしきい値ＴＨtopの傾きｋtopは、タイミングｔ２～ｔ４の期間におけるしきい値ＴＨbotの傾きｋbotと等しい。
　後述するように、電圧ＶＨは、しきい値ＴＨbot以上でありしきい値ＴＨtop以下である電圧範囲内の電圧になるように制御される。そして、電圧ＶＨが、目標電圧指令値ＶＨtargetに到達したタイミング（この例ではタイミングｔ５）においてプリチャージ期間Ｐ１は終了し、電圧維持期間Ｐ２が開始する。そして、その後に、この電圧維持期間Ｐ２が終了し、電力変換動作を行う期間（電力変換期間Ｐ３）が開始する。
　しきい値生成部２５は、例えば、関数やテーブルデータを用いて、このようなしきい値ＴＨtop，ＴＨbotを生成する。そして、しきい値生成部２５は、これらのしきい値ＴＨtop，ＴＨbotを比較部２６に供給するようになっている。
　比較部２６（図２）は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＨと、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotとを比較することにより、イネーブル信号ＥＮを生成するように構成される。
　図４は、比較部２６における比較動作の一特性例を表すものである。電圧ＶＨがしきい値ＴＨbotよりも低い場合には、比較部２６はイネーブル信号ＥＮを高レベルにする。そして、電圧ＶＨが徐々に高くなり、しきい値ＴＨtopに到達すると、比較部２６はイネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる。一方、電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopより高い場合には、比較部２６はイネーブル信号ＥＮを低レベルにする。そして、電圧ＶＨが徐々に低くなり、しきい値ＴＨbotに到達すると、比較部２６はイネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる。このように、比較部２６の比較特性は、しきい値ＴＨtopおよびしきい値ＴＨbotの差をヒステリシス量ＨＹＳとするヒステリシス特性を示す。
　図３の例では、タイミングｔ１～ｔ３の期間におけるしきい値ＴＨtopの傾きｋtopは、タイミングｔ２～ｔ４の期間におけるしきい値ＴＨbotの傾きｋbotと等しい。よって、タイミングｔ２～ｔ３の期間において、ヒステリシス量ＨＹＳは一定である。また、この例では、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotが増加する期間におけるヒステリシス量ＨＹＳは、電圧維持期間Ｐ２におけるヒステリシス量ＨＹＳよりも大きい。なお、これに限定されるものではなく、例えば、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotが増加する期間におけるヒステリシス量ＨＹＳは、電圧維持期間Ｐ２におけるヒステリシス量ＨＹＳと同じであってもよい。
　図５は、比較部２６の一動作例を表すものである。例えば、タイミングｔ１１において、イネーブル信号ＥＮは低レベルから高レベルに変化する。後述するように、イネーブル信号ＥＮが高レベルになると、制御回路１９は、ゲート信号ＧＡ～ＧＦを出力する。電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる。そして、タイミングｔ１２おいて、この電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる。後述するように、イネーブル信号ＥＮが低レベルになると、制御回路１９は、ゲート信号ＧＡ～ＧＦを低レベルに維持する。その結果、電力変換装置１０はスイッチング動作を停止し、電圧ＶＨは低下する。そして、タイミングｔ１３において、この電圧ＶＨがしきい値ＴＨbotに到達すると、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる。これ以降の動作も同様である。
　比較部２６は、このようにして、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＨと、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotとを比較することにより、イネーブル信号ＥＮを生成する。また、比較部２６は、電力変換期間Ｐ３において、イネーブル信号ＥＮを高レベルに維持するようになっている。
　電力変換制御部２７（図２）は、電力変換期間Ｐ３において、電圧ＶＨ，ＶＬ、および図示しないシステム制御部から供給された制御情報ＣＴＬに基づいて、スイッチング回路１２におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＰ、および整流回路１４におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＳを生成するように構成される。
　ゲート信号生成部２８は、デューティ比生成部２３および電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＰ、およびイネーブル信号ＥＮに基づいて、ゲート信号ＧＡ～ＧＤを生成するように構成される。具体的には、ゲート信号生成部２８は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２では、イネーブル信号ＥＮが高レベルである場合に、デューティ比生成部２３により生成されたデューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成するとともに、ゲート信号ＧＡ，ＧＢを低レベルに維持し、イネーブル信号ＥＮが低レベルである場合に、ゲート信号ＧＡ～ＧＤを低レベルに維持する。また、ゲート信号生成部２８は、電力変換期間Ｐ３では、電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＡ～ＧＤを生成するようになっている。
　ゲート信号生成部２９は、デューティ比生成部２４および電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＳ、およびイネーブル信号ＥＮに基づいて、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成するように構成される。具体的には、ゲート信号生成部２９は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２では、イネーブル信号ＥＮが高レベルである場合に、デューティ比生成部２４により生成されたデューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成し、イネーブル信号ＥＮが低レベルである場合に、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを低レベルに維持する。また、ゲート信号生成部２９は、電力変換期間Ｐ３では、電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成するようになっている。
　ここで、端子Ｔ１１，Ｔ１２は、本開示における「第１の電力端子」の一具体例に対応する。端子Ｔ１１は、本開示における「第１の接続端子」の一具体例に対応する。端子Ｔ１２は、本開示における「第２の接続端子」の一具体例に対応する。スイッチング回路１２は、本開示における「スイッチング回路」の一具体例に対応する。トランス１３は、本開示における「トランス」の一具体例に対応する。巻線１３Ａは、本開示における「第１の巻線」の一具体例に対応する。巻線１３Ｂは、本開示における「第２の巻線」の一具体例に対応する。整流回路１４は、本開示における「整流回路」の一具体例に対応する。平滑回路１５は、本開示における「平滑回路」の一具体例に対応する。制御回路１９は、本開示における「制御回路」の一具体例に対応する。しきい値ＴＨbotは、本開示における「第１のしきい値」の一具体例に対応する。しきい値ＴＨtopは、本開示における「第２のしきい値」の一具体例に対応する。比較部２６は、本開示における「比較部」の一具体例に対応する。デューティ比生成部２４は、本開示における「デューティ比生成部」の一具体例に対応する。ゲート信号生成部２９は、本開示における「駆動部」の一具体例に対応する。
［動作および作用］
　続いて、本実施の形態の電力変換システム１の動作および作用について説明する。
（全体動作概要）
　まず、図１，２を参照して、電力変換システム１の全体動作概要を説明する。電力変換システム１が始動する際、スイッチＳＷ１，ＳＷ２はオフ状態である。まず、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、制御回路１９は、電圧ＶＨ，ＶＬおよび制御情報ＣＴＬに基づいてゲート信号ＧＣ～ＧＦを生成するとともにゲート信号ＧＡ，ＧＢを低レベルに維持する。これにより、スイッチング回路１２および整流回路１４が動作し、電力変換装置１０は、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給する。その結果、キャパシタ９がチャージされ、電圧ＶＨは上昇し、目標電圧指令値ＶＨtargetが示す電圧付近に維持される。そして、電力変換期間Ｐ３において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２がオン状態になり、制御回路１９は、電圧ＶＨ，ＶＬに基づいてゲート信号ＧＡ～ＧＦを生成する。これにより、電力変換装置１０は、高圧バッテリＢＨから供給された電力を変換し、変換された電力を低圧バッテリＢＬに供給する。
（詳細動作）
　図６は、電力変換システム１におけるプリチャージ動作の一例を表すものであり、（Ａ）はイネーブル信号ＥＮの波形を示し、（Ｂ）は整流回路１４におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＳを示し、（Ｃ）はスイッチング回路１２におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＰを示し、（Ｄ）は電圧ＶＨの波形およびしきい値ＴＨtop，ＴＨbotを示す。図７は、ゲート信号生成部２８，２９の一動作例を表すものである。
　この例では、タイミングｔ２１においてプリチャージ期間Ｐ１が開始する。プリチャージ制御部２１は、このプリチャージ期間Ｐ１においてデューティ比ＤＰ，ＤＳが徐々に増加するようにデューティ比ＤＰ，ＤＳを生成する（図６（Ｂ），（Ｃ））。この例では、プリチャージ制御部２１は、デューティ比ＤＳが０．５以下になるように、そしてデューティ比ＤＰがデューティ比ＤＳ以下になるように、デューティ比ＤＰ，ＤＳを生成する。また、しきい値生成部２５は、プリチャージ期間Ｐ１においてしきい値ＴＨtop，ＴＨbotが徐々に増加するようにしきい値ＴＨtop，ＴＨbotを生成する（図６（Ｄ））。比較部２６は、電圧ＶＨと、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotとを比較することにより、イネーブル信号ＥＮを生成する（図６（Ａ））。図７に示したように、ゲート信号生成部２８は、イネーブル信号ＥＮが高レベルである場合に、デューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成するとともに、ゲート信号ＧＡ，ＧＢを低レベルに維持し、イネーブル信号ＥＮが低レベルである場合に、ゲート信号ＧＡ～ＧＤを低レベルに維持する。ゲート信号生成部２９は、イネーブル信号ＥＮが高レベルである場合に、デューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成し、イネーブル信号ＥＮが低レベルである場合に、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを低レベルに維持する。
　タイミングｔ２１において、電力変換システム１はプリチャージ動作を開始する。このタイミングｔ２１において、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる（図６（Ａ））。ゲート信号生成部２８は、デューティ比ＤＰ（図６（Ｃ））に基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成し、ゲート信号生成部２９は、デューティ比ＤＳ（図６（Ｂ））に基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成する（図７）。電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる（図６（Ｄ））。
　タイミングｔ２２において電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると（図６（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる（図６（Ａ））。ゲート信号生成部２８は、ゲート信号ＧＣ，ＧＤを低レベルに維持し、ゲート信号生成部２９は、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを低レベルに維持する。これにより、電力変換装置１０はスイッチング動作を停止し、電圧ＶＨは低下する（図６（Ｄ））。
　タイミングｔ２３において電圧ＶＨがしきい値ＴＨbotに到達すると（図６（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる（図６（Ａ））。ゲート信号生成部２８は、デューティ比ＤＰ（図６（Ｃ））に基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成し、ゲート信号生成部２９は、デューティ比ＤＳ（図６（Ｂ））に基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成する。電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる（図６（Ｄ））。
　タイミングｔ２４において電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると（図６（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる（図６（Ａ））。
　電力変換システム１はこのタイミングｔ２２～ｔ２４の動作を繰り返す。ゲート信号生成部２８，２９は、イネーブル信号ＥＮが高レベルである期間においてゲート信号ＧＣ～ＧＦを出力し、イネーブル信号ＥＮが低レベルである期間においてゲート信号ＧＣ～ＧＦの出力を停止する。このように、電力変換システム１は、プリチャージ期間Ｐ１において間欠的に動作する。その結果、電圧ＶＨは、しきい値ＴＨtopとしきい値ＴＨbotとの間を往復する。電圧ＶＨは、しきい値ＴＨtop以下でありしきい値ＴＨbot以上である電圧範囲内の電圧になるように制御される。しきい値ＴＨtop，ＴＨbotは、プリチャージ期間Ｐ１において、時間の経過に応じて徐々に増加するようにそれぞれ設定されるので、電圧ＶＨは、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotに導かれ上昇する。
　図８は、プリチャージ期間Ｐ１のうちの、イネーブル信号ＥＮが高レベルである期間における、プリチャージ動作のシミュレーション波形例を表すものであり、（Ａ）はゲート信号ＧＥ，ＧＦの波形を示し、（Ｂ）はゲート信号ＧＣ，ＧＤの波形を示し、（Ｃ）はキャパシタ９に流れ込む電流（チャージ電流ＩＣＨＧ）の波形を示し、（Ｄ）はトランス１３の励磁電流ＩＭの波形を示し、（Ｅ）はチョークインダクタ１６において電圧線Ｌ２１Ｂから電圧線Ｌ２１Ａに流れる電流（インダクタ電流ＩＬ）の波形を示し、（Ｆ）はトランス１３の巻線１３Ｂにおける、ノードＮ５を基準としたノードＮ４における電圧（トランス電圧ＶＴＲ２）の波形を示し、（Ｇ）は電圧ＶＨの波形を示す。図８において、Ｔは、スイッチング動作の周期を示す。
　プリチャージ動作では、制御回路１９は、デューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成し、デューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成する。デューティ比ＤＰは、周期Ｔ（タイミングｔ４１～ｔ４３の時間長）を“１”とした場合におけるゲート信号ＧＣ，ＧＤのそれぞれのパルス幅を示し、デューティ比ＤＳは、周期Ｔを“１”とした場合におけるゲート信号ＧＥ，ＧＦのそれぞれのパルス幅を示す。制御回路１９は、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、タイミングｔ４１において、ゲート信号ＧＣ，ＧＦを低レベルから高レベルに変化させる。そして、制御回路１９は、このタイミングｔ４１からデューティ比ＤＰに対応する時間（デューティ比ＤＰ×周期Ｔ）が経過したタイミングでゲート信号ＧＣを高レベルから低レベルに変化させ、このタイミングｔ４１からデューティ比ＤＳに対応する時間（デューティ比ＤＳ×周期Ｔ）が経過したタイミングでゲート信号ＧＦを高レベルから低レベルに変化させる。次に、制御回路１９は、タイミングｔ４２において、ゲート信号ＧＤ，ＧＥを低レベルから高レベルに変化させる。そして、制御回路１９は、このタイミングｔ４２からデューティ比ＤＰに対応する時間（デューティ比ＤＰ×周期Ｔ）が経過したタイミングでゲート信号ＧＤを高レベルから低レベルに変化させ、このタイミングｔ４２からデューティ比ＤＳに対応する時間（デューティ比ＤＳ×周期Ｔ）が経過したタイミングでゲート信号ＧＥを高レベルから低レベルに変化させる。制御回路１９は、図示していないが、ゲート信号ＧＡ，ＧＢを低レベルに維持する。これにより、図８（Ｃ）に示したようなチャージ電流ＩＣＨＧがキャパシタ９に流れ込み、電圧ＶＨが徐々に上昇する（図８（Ｇ））。
　このように、イネーブル信号ＥＮが高レベルである期間において、電圧ＶＨは上昇する。図６に示した、この電圧ＶＨの電圧勾配は、デューティ比ＤＰ，ＤＳにより設定される。この電圧ＶＨの電圧勾配がしきい値ＴＨtop，ＴＨbotの勾配よりも大きいほど、電圧ＶＨがしきい値ＴＨbotからしきい値ＴＨtopに変化するまでの時間が短くなるので、イネーブル信号ＥＮ（図６（Ａ））はより頻繁に遷移する。
　図６の例では、しきい値生成部２５は、タイミングｔ２５以降において、しきい値ＴＨtopを、目標電圧指令値ＶＨtargetが示す値に設定するとともに、しきい値ＴＨbotを目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値に設定する（図６（Ｄ））。なお、これに限定されるものではなく、しきい値生成部２５は、しきい値ＴＨbotを、目標電圧指令値ＶＨtargetが示す値に設定するとともに、しきい値ＴＨtopを目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値に設定してもよい。また、しきい値生成部２５は、しきい値ＴＨtopを、目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値（例えばＶＨtarget＋ΔＶ１）に設定し、しきい値ＴＨbotを、目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値（例えばＶＨtarget－ΔＶ２）に設定してもよい。ここで、ΔＶ１，ΔＶ２は、目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた任意の値である。
　そして、タイミングｔ２６において、電圧ＶＨは、目標電圧指令値ＶＨtargetであるしきい値ＴＨtopに到達する（図６（Ｄ））。これにより、プリチャージ期間Ｐ１が終了し、電圧維持期間Ｐ２が開始する。電圧維持期間Ｐ２では、プリチャージ制御部２１は、デューティ比ＤＰ，ＤＳを所定の値にそれぞれ設定する（図６（Ｂ），（Ｃ））。この例では、プリチャージ制御部２１は、デューティ比ＤＰを、タイミングｔ２６の直前の値よりもやや低い値に設定するとともに、デューティ比ＤＳを、タイミングｔ２６の直前の値よりもやや低い値に設定する。デューティ比生成部２３，２４は、電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＬに応じた所定の値のデューティ比ＤＰ，ＤＳを生成する。なお、これに限定されるものではなく、デューティ比生成部２３，２４は、電圧ＶＬに基づいてフィードバック制御を行うことによりデューティ比ＤＰ，ＤＳを生成してもよい。
　タイミングｔ２６において電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると（図６（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる（図６（Ａ））。ゲート信号生成部２８は、ゲート信号ＧＣ，ＧＤを低レベルに維持し、ゲート信号生成部２９は、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを低レベルに維持する。これにより、電力変換装置１０はスイッチング動作を停止し、電圧ＶＨは低下する（図６（Ｄ））。
　タイミングｔ２７において電圧ＶＨがしきい値ＴＨbotに到達すると（図６（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる（図６（Ａ））。ゲート信号生成部２８は、デューティ比ＤＰ（図６（Ｃ））に基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成し、ゲート信号生成部２９は、デューティ比ＤＳ（図６（Ｂ））に基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成する。これにより、電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる（図６（Ｄ））。
　タイミングｔ２８において電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると（図６（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる（図６（Ａ））。
　電力変換システム１は、このタイミングｔ２６～ｔ２８の動作を繰り返す。ゲート信号生成部２８，２９は、イネーブル信号ＥＮが高レベルである期間においてゲート信号ＧＣ～ＧＦを出力し、イネーブル信号ＥＮが低レベルである期間においてゲート信号ＧＣ～ＧＦの出力を停止する。このように、電力変換システム１は、電圧維持期間Ｐ２において間欠的に動作する。その結果、電圧ＶＨは、しきい値ＴＨtopと、しきい値ＴＨbotとの間を往復する。電圧ＶＨは、しきい値ＴＨtop以下でありしきい値ＴＨbot以上である電圧範囲内の電圧に制御される。しきい値ＴＨtop，ＴＨbotは、電圧維持期間Ｐ２において、目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値に設定されるので、電圧ＶＨは、目標電圧指令値ＶＨtargetが示す電圧付近に維持される。
　このように、電力変換システム１では、制御回路１９は、第１の電力端子（端子Ｔ１１，Ｔ１２）から第２の電力端子（端子Ｔ２１，Ｔ２２）に向かって電力を供給する前の第１の期間において、時間の経過に応じて増加する第１のしきい値（しきい値ＴＨbot）を生成し、第１の電力端子（端子Ｔ１１，Ｔ１２）における電圧ＶＨの電圧値が第１のしきい値（しきい値ＴＨbot）に到達した場合に、ゲート信号ＧＥ，ＧＦの出力を停止する出力停止状態から、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを出力する出力状態へ切り替えるようにした。また、制御回路１９は、この第１の期間において、時間の経過に応じて増加し、第１のしきい値（しきい値ＴＨbot）よりも大きい値を有する第２のしきい値（しきい値ＴＨtop）を生成し、第１の電力端子（端子Ｔ１１，Ｔ１２）における電圧ＶＨの電圧値が第２のしきい値（しきい値ＴＨtop）に到達した場合に、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを出力する出力状態から、ゲート信号ＧＥ，ＧＦの出力を停止する出力停止状態へ切り替えるようにした。これにより、電力変換システム１では、プリチャージ期間Ｐ１において、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotに基づいて、電圧ＶＨの電圧変化を制御することができる。よって、電力変換システム１では、例えば、プリチャージ動作にかかる充電時間や、プリチャージ動作における電圧ＶＨの電圧勾配など、様々な特性を制御することができる。また、例えば、電力変換システム１では、用途に応じてキャパシタ９の容量値を変更した場合に、プリチャージ動作の充電特性を、キャパシタ９の容量値によらず、所定の特性にすることができる。このように、電力変換システム１では、プリチャージ動作における充電特性を設定することができる。
　また、電力変換システム１では、このように、電圧ＶＨとしきい値ＴＨtop，ＴＨbotとの比較結果に基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦの出力を制御するようにした。これにより、電力変換システム１では、例えば、特許文献１に記載の技術で用いた電流センサを設けないで済むので、シンプルな構成を実現することができる。
　また、電力変換システム１では、このように、電圧ＶＨとしきい値ＴＨtop，ＴＨbotとの比較結果に基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦの出力を制御するようにしたので、図６に示したようにイネーブル信号ＥＮが遷移し、間欠動作を行う。これにより、電力変換システム１では、例えばスイッチング回路１２や整流回路１４における温度上昇を抑えることができる。
［効果］
　以上のように本実施の形態では、第１の電力端子から第２の電力端子に向かって電力を供給する前の第１の期間において、時間の経過に応じて増加する第１のしきい値を生成し、第１の電力端子における電圧の電圧値が第１のしきい値に到達した場合に、ゲート信号の出力を停止する出力停止状態から、ゲート信号を出力する出力状態へ切り替えるようにした。また、この第１の期間において、時間の経過に応じて増加し、第１のしきい値よりも大きい値を有する第２のしきい値を生成し、第１の電力端子における電圧の電圧値が第２のしきい値に到達した場合に、ゲート信号を出力する出力状態から、ゲート信号の出力を停止する出力停止状態へ切り替えるようにした。これにより、シンプルな構成により、プリチャージ動作における充電特性を設定することができる。
［変形例１］
　上記実施の形態では、図３に示したように、プリチャージ期間Ｐ１において、しきい値ＴＨtopの傾きｋtopおよびしきい値ＴＨbotの傾きｋbotを互いに等しくしたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、図９に示すように、互いに異なるようにしてもよい。この場合には、ヒステリシス量ＨＹＳは、時間の経過に応じて変化する。この例では、しきい値ＴＨtopの傾きｋtopを、しきい値ＴＨbotの傾きｋbotよりも小さくしている。よって、ヒステリシス量ＨＹＳは、時間の経過に応じて徐々に小さくなる。
［変形例２］
　上記実施の形態では、図３に示したように、プリチャージ期間Ｐ１において、時間の経過に応じて、しきい値ＴＨtopを一次関数的に増加させるとともに、しきい値ＴＨbotを一次関数的に増加させたが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図１０に示すように、しきい値ＴＨtopを折れ線状に変化させてもよいし、しきい値ＴＨbotを折れ線状に変化させてもよい。なお、これに限定されるものではなく、例えば、しきい値ＴＨtopを曲線状に変化させてもよいし、しきい値ＴＨbotを曲線状に変化させてもよい。
［変形例３］
　上記実施の形態では、しきい値生成部２５は２つのしきい値ＴＨtop，ＴＨbotを生成し、比較部２６は、電圧ＶＨと、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotとを比較することにより、イネーブル信号ＥＮを生成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、２つのしきい値ＴＨtop，ＴＨbotのうちの一方のみに基づいて動作してもよい。以下に、いくつか例を挙げて説明する。
　図１１は、本変形例に係る制御回路１９Ａの一構成例を表すものである。制御回路１９Ａは、プリチャージ制御部２１Ａを有している。プリチャージ制御部２１Ａは、しきい値生成部２５Ａと、比較部２６Ａとを有している。しきい値生成部２５Ａは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、制御信号ＣＴＬに含まれる、電圧ＶＨの目標電圧指令値ＶＨtargetに基づいて、しきい値ＴＨbotを生成するように構成される。比較部２６Ａは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＨと、しきい値ＴＨbotとを比較することにより、イネーブル信号ＥＮを生成するように構成される。
　図１２は、比較部２６Ａの一動作例を表すものである。例えば、タイミングｔ５１において、イネーブル信号ＥＮは低レベルから高レベルに変化する。イネーブル信号ＥＮが高レベルになると、制御回路１９Ａは、ゲート信号ＧＡ～ＧＦを出力する。電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる。そして、タイミングｔ５１から所定の時間Ｔ１が経過したタイミングｔ５２において、比較部２６Ａは、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる。イネーブル信号ＥＮが低レベルになると、制御回路１９Ａは、ゲート信号ＧＡ～ＧＦを低レベルに維持する。その結果、電力変換装置１０はスイッチング動作を停止し、電圧ＶＨは低下する。そして、タイミングｔ５３において、この電圧ＶＨがしきい値ＴＨbotに到達すると、比較部２６Ａは、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる。これ以降の動作も同様である。
　図１３は、本変形例に係る他の制御回路１９Ｂの一構成例を表すものである。制御回路１９Ｂは、プリチャージ制御部２１Ｂを有している。プリチャージ制御部２１Ｂは、しきい値生成部２５Ｂと、比較部２６Ｂとを有している。しきい値生成部２５Ｂは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、制御信号ＣＴＬに含まれる、電圧ＶＨの目標電圧指令値ＶＨtargetに基づいて、しきい値ＴＨtopを生成するように構成される。比較部２６Ｂは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＨと、しきい値ＴＨtopとを比較することにより、イネーブル信号ＥＮを生成するように構成される。
　図１４は、比較部２６Ｂの一動作例を表すものである。例えば、タイミングｔ６１において、イネーブル信号ＥＮは低レベルから高レベルに変化する。イネーブル信号ＥＮが高レベルになると、制御回路１９Ｂは、ゲート信号ＧＡ～ＧＦを出力する。電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる。そして、タイミングｔ６２おいて、この電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると、比較部２６Ｂは、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる。イネーブル信号ＥＮが低レベルになると、制御回路１９は、ゲート信号ＧＡ～ＧＦを低レベルに維持する。その結果、電力変換装置１０はスイッチング動作を停止し、電圧ＶＨは低下する。そして、タイミングｔ６２から所定の時間Ｔ２が経過したタイミングｔ６３において、比較部２６Ｂは、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる。これ以降の動作も同様である。
［変形例４］
　上記実施の形態では、しきい値生成部２５は、制御信号ＣＴＬに含まれる目標電圧指令値ＶＨtargetに基づいて、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotを生成するようにした。例えば、図１５に示すように、目標電圧指令値ＶＨtargetが変更された場合には、しきい値生成部２５は、変更された目標電圧指令値ＶＨtargetに基づいて、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotを更新してもよい。この例では、しきい値生成部２５は、タイミングｔ７２までの期間において、目標電圧指令値ＶＨtargetに基づいて、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotが徐々に増加するようにしきい値ＴＨtop，ＴＨbotを生成する。そして、しきい値生成部２５は、タイミングｔ７２において、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotをその目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値に設定する。その後、目標電圧指令値ＶＨtargetが変更されると、しきい値生成部２５は、タイミングｔ７４において、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotを、その変更された目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値に設定する。この例では、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotはタイミングｔ７４において階段状に変化する。その後も同様に、しきい値生成部２５は、タイミングｔ７５，ｔ７６のそれぞれにおいて、しきい値ＴＨtop，ＴＨbotを、変更された目標電圧指令値ＶＨtargetに応じた値に設定する。
［変形例５］
　上記実施の形態では、制御回路１９は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、デューティ比ＤＰおよびデューティ比ＤＳの両方を生成したが、これに限定されるものではない。これに代えて、例えば、図１６に示すように、制御回路１９は、デューティ比ＤＳのみを生成し、デューティ比ＤＰを“０”に維持してもよい。この場合には、スイッチング回路１２はスイッチング動作を行わず、整流回路１４がスイッチング動作を行う。この場合でも、例えば、デューティ比ＤＳを０．５以上にすることにより、上記実施の形態の場合と同様にプリチャージ動作を行うことができる。
［変形例６］
　上記実施の形態では、ゲート信号生成部２８，２９がイネーブル信号ＥＮに基づいて動作することにより、ゲート信号ＧＡ～ＧＦの出力および出力停止を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、デューティ比生成部がイネーブル信号ＥＮに基づいて動作することによりゲート信号ＧＡ～ＧＦの出力および出力停止を行うようにしてもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
　図１７は、本変形例に係る制御回路１９Ｃの一構成例を表すものである。制御回路１９Ｃは、プリチャージ制御部２１Ｃと、ゲート信号生成部２８Ｃ，２９Ｃとを有している。
　プリチャージ制御部２１Ｃは、デューティ比生成部２３Ｃ，２４Ｃを有している。デューティ比生成部２３Ｃは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、イネーブル信号ＥＮが高レベルである場合に、電圧ＶＬに基づいてデューティ比ＤＰを生成するように構成される。デューティ比生成部２４Ｃは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、イネーブル信号ＥＮが高レベルである場合に、電圧ＶＬに基づいてデューティ比ＤＳを生成するように構成される。
　ゲート信号生成部２８Ｃは、デューティ比生成部２３Ｃおよび電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＰに基づいて、ゲート信号ＧＡ～ＧＤを生成するように構成される。具体的には、ゲート信号生成部２８Ｃは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２では、デューティ比生成部２３Ｃにより生成されたデューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成するとともに、ゲート信号ＧＡ，ＧＢを低レベルに維持する。また、ゲート信号生成部２８Ｃは、電力変換期間Ｐ３では、電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＡ～ＧＤを生成するようになっている。
　ゲート信号生成部２９Ｃは、デューティ比生成部２４Ｃおよび電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＳに基づいて、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成するように構成される。具体的には、ゲート信号生成部２９Ｃは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２では、デューティ比生成部２４Ｃにより生成されたデューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成する。また、ゲート信号生成部２９Ｃは、電力変換期間Ｐ３では、電力変換制御部２７により生成されたデューティ比ＤＳに基づいて、ゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成するようになっている。
　図１８は、制御回路１９Ｃを備えた電力変換システム１におけるプリチャージ動作の一例を表すものであり、（Ａ）はイネーブル信号ＥＮの波形を示し、（Ｂ）は整流回路１４におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＳを示し、（Ｃ）はスイッチング回路１２におけるスイッチング動作のデューティ比ＤＰを示し、（Ｄ）は電圧ＶＨの波形およびしきい値ＴＨtop，ＴＨbotを示す。
　タイミングｔ８１において、電力変換システム１はプリチャージ動作を開始する。このタイミングｔ８１において、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる（図１８（Ａ））。このイネーブル信号ＥＮに基づいて、デューティ比生成部２４Ｃは、このタイミングｔ８１においてデューティ比ＤＳを生成し始め（図１８（Ｂ））、デューティ比生成部２３Ｃは、このタイミングｔ８１より後のタイミングにおいてデューティ比ＤＰを生成し始める（図１８（Ｃ））。ゲート信号生成部２８Ｃは、デューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成し、ゲート信号生成部２９Ｃは、デューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成する。電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる（図１８（Ｄ））。
　タイミングｔ８２において電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると（図１８（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる（図１８（Ａ））。このイネーブル信号ＥＮに基づいて、デューティ比生成部２３Ｃはデューティ比ＤＳを“０”にし（図１８（Ｂ））、デューティ比生成部２４Ｃはデューティ比ＤＰを“０”にする（図１８（Ｃ））。ゲート信号生成部２８Ｃは、このデューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを低レベルに維持し、ゲート信号生成部２９Ｃは、このデューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを低レベルに維持する。これにより、電力変換装置１０はスイッチング動作を停止し、電圧ＶＨは低下する（図１８（Ｄ））。
　タイミングｔ８３において電圧ＶＨがしきい値ＴＨbotに到達すると（図１８（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを低レベルから高レベルに変化させる（図１８（Ａ））。このイネーブル信号ＥＮに基づいて、デューティ比生成部２３Ｃはデューティ比ＤＳを生成し始め（図１８（Ｂ））、デューティ比生成部２４Ｃはデューティ比ＤＰを生成し始める（図１８（Ｃ））。その際、デューティ比生成部２３Ｃはデューティ比ＤＳを徐々に増加させ、デューティ比生成部２４Ｃはデューティ比ＤＰを徐々に増加させる。ゲート信号生成部２８Ｃは、このデューティ比ＤＰに基づいてゲート信号ＧＣ，ＧＤを生成し、ゲート信号生成部２９Ｃは、このデューティ比ＤＳに基づいてゲート信号ＧＥ，ＧＦを生成する。電力変換装置１０は、このゲート信号ＧＡ～ＧＦに基づいてスイッチング動作を行い、低圧バッテリＢＬの電力をキャパシタ９に供給し、電圧ＶＨを上昇させる（図１８（Ｄ））。
　タイミングｔ８４において電圧ＶＨがしきい値ＴＨtopに到達すると（図１８（Ｄ））、比較部２６は、イネーブル信号ＥＮを高レベルから低レベルに変化させる（図１８（Ａ））。
　電力変換システム１は、このタイミングｔ８２～ｔ８４の動作を繰り返す。このように、本変形例に係る電力変換システム１では、イネーブル信号ＥＮが低レベルである期間において、デューティ比ＤＰ，ＤＳを“０”にし、イネーブル信号ＥＮが低レベルから高レベルに変化したときに、デューティ比ＤＰ，ＤＳを徐々に増加させる。これにより、この電力変換システム１では、イネーブル信号ＥＮが低レベルから高レベルに変化したときの突入電流を低減することができる。
［変形例７］
　上記実施の形態では、制御回路１９は、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＬに基づいてデューティ比ＤＰ，ＤＳを生成したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、図１９に示す制御回路１９Ｄのように、電圧ＶＨに基づいてデューティ比ＤＰ，ＤＳを生成してもよい。制御回路１９Ｄは、プリチャージ制御部２１Ｄを有している。プリチャージ制御部２１Ｄは、デューティ比生成部２３Ｄ，２４Ｄを有している。デューティ比生成部２３Ｄは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＨに基づいてデューティ比ＤＰを生成するように構成される。デューティ比生成部２４Ｄは、プリチャージ期間Ｐ１および電圧維持期間Ｐ２において、電圧ＶＨに基づいてデューティ比ＤＳを生成するように構成される。デューティ比生成部２３Ｄ，２４Ｄは、例えば電圧ＶＨに応じた所定の値のデューティ比ＤＰ，ＤＳを生成してもよいし、電圧ＶＨに基づいてフィードバック制御を行うことによりデューティ比ＤＰ，ＤＳを生成してもよい。
［変形例８］
　上記実施の形態では、図１に示したように、フルブリッジ型の回路を用いて整流回路１４を構成したが、これに限定されるものではなく、様々な回路を適用することができる。例えば、いわゆるセンタータップ型の電力変換システムであってもよい。以下に、本変形例について詳細に説明する。
　図２０は、本変形例に係る電力変換システム２の一例を表すものである。電力変換システム２は、トランス３３と、整流回路３４と、制御回路３９とを有している。
　トランス３３は、巻線３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを有している。巻線３３Ａの一端はスイッチング回路１２におけるノードＮ１に接続され、他端はスイッチング回路１２におけるノードＮ２に接続される。巻線３３Ｂの一端はノードＮ６に接続され、他端は巻線３３Ｃの一端および電圧線Ｌ２１Ａに接続される。巻線３３Ｃの一端は巻線３３Ｂの他端および電圧線Ｌ２１Ａに接続され、他端はノードＮ７に接続される。
　整流回路３４は、トランジスタＳ９，Ｓ１０を有している。トランジスタＳ９，Ｓ１０は、例えばＮ型の電界効果トランジスタを用いて構成される。トランジスタＳ９，Ｓ１０は、ボディダイオードＤ９、Ｄ１０をそれぞれ有している。トランジスタＳ９は、ノードＮ６と基準電圧線Ｌ２２とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ６を基準電圧線Ｌ２２に接続するように構成される。トランジスタＳ９のドレインはノードＮ６に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＦが供給され、ソースは基準電圧線Ｌ２２に接続される。トランジスタＳ１０は、ノードＮ７と基準電圧線Ｌ２２とを結ぶ経路に設けられ、オン状態になることによりノードＮ７を基準電圧線Ｌ２２に接続するように構成される。トランジスタＳ２０のドレインはノードＮ７に接続され、ゲートにはゲート信号ＧＥが供給され、ソースは基準電圧線Ｌ２２に接続される。
　制御回路３９は、電圧センサ１１により検出された電圧ＶＨ、電圧センサ１８により検出された電圧ＶＬ、および図示しないシステム制御部から供給された制御情報ＣＴＬに基づいて、スイッチング回路１２および整流回路１４の動作を制御することにより、電力変換装置１０の動作を制御するように構成される。具体的には、制御回路１９は、電圧ＶＨ，ＶＬに基づいてゲート信号ＧＡ～ＧＦを生成し、このゲート信号ＧＡ～ＧＦによりＰＷＭ制御を行うことにより、電力変換装置３０の動作を制御するようになっている。
　同様に、上記実施の形態では、図１に示したように、フルブリッジ型の回路を用いてスイッチング回路１２を構成したが、これに限定されるものではなく、様々な回路を適用することができる。
［その他の変形例］
　また、これらの変形例のうちの２以上を組み合わせてもよい。
　以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
　例えば、上記実施の形態では、電力変換動作において、降圧動作を行うようにしたが、これに限定されるものではなく、昇圧動作を行うようにしてもよい。
　本出願は、日本国特許庁において２０２１年１０月６日に出願された日本特許出願番号２０２１－１６４６５１号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

Claims (13)

  1. 　第１の電力端子と、
    　前記第１の電力端子に接続され、第１の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第１の複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、
    　前記スイッチング回路に接続された第１の巻線と、第２の巻線とを有するトランスと、
    　前記第２の巻線に接続され、第２の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第２の複数のスイッチング素子を有する整流回路と、
    　前記整流回路に接続された平滑回路と、
    　前記平滑回路に接続された第２の電力端子と、　
    　前記第１の複数のスイッチング素子および前記第２の複数のスイッチング素子の動作を制御可能な制御回路と
    　を備え、
    　前記制御回路は、前記第１の電力端子から前記第２の電力端子に向かって電力を供給する前の第１の期間において、
    　時間の経過に応じて増加する第１のしきい値を生成可能であり、
    　前記第１の電力端子における電圧の電圧値が前記第１のしきい値に到達した場合に、前記第２の駆動信号を出力する出力状態から前記第２の駆動信号の出力を停止する出力停止状態への切り替え、または前記出力停止状態から前記出力状態への切り替えを行うことが可能である
    　電力変換装置。
  2. 　前記出力状態は、前記第１の駆動信号および前記第２の駆動信号を出力する状態であり、
    　前記出力停止状態は、前記第１の駆動信号および前記第２の駆動信号の出力を停止する状態である
    　請求項１に記載の電力変換装置。
  3. 　前記制御回路は、
    　前記第１の期間において、さらに、時間の経過に応じて増加し、前記第１のしきい値よりも大きい値を有する第２のしきい値を生成可能であり、
    　前記電圧値が前記第１のしきい値に到達した場合に、前記出力停止状態から前記出力状態への切り替えを行うことが可能であり、
    　前記電圧値が前記第２のしきい値に到達した場合に、前記出力状態から前記出力停止状態への切り替えを行うことが可能である
    　請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  4. 　前記制御回路は、前記第１の期間の後の第２の期間において、前記第１のしきい値を第１の所定の値に設定可能であり、前記第２のしきい値を第２の所定の値に設定可能である
    　請求項３に記載の電力変換装置。
  5. 　前記制御回路は、前記第１の期間の後の第２の期間において、外部から供給された制御信号に基づいて、前記第１のしきい値および前記第２のしきい値を変更可能である
    　請求項３に記載の電力変換装置。
  6. 　前記制御回路は、
    　前記電圧値が前記第１のしきい値に到達した場合に、前記出力停止状態から前記出力状態への切り替えを行うことが可能であり、
    　前記電圧値が前記第１のしきい値に到達したタイミングから所定の長さの時間が経過したタイミングにおいて、前記出力状態から前記出力停止状態への切り替えを行うことが可能である
    　請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  7. 　前記制御回路は、
    　前記電圧値が前記第１のしきい値に到達した場合に、前記出力状態から前記出力停止状態への切り替えを行うことが可能であり、
    　前記電圧値が前記第１のしきい値に到達したタイミングから所定の長さの時間が経過したタイミングにおいて、前記出力停止状態から前記出力状態への切り替えを行うことが可能である
    　請求項１または請求項２に記載の電力変換装置。
  8. 　前記制御回路は、前記第１の期間の後の第２の期間において、前記第１のしきい値を所定の値に設定可能である
    　請求項６または請求項７に記載の電力変換装置。
  9. 　前記制御回路は、前記第１の期間の後の第２の期間において、外部から供給された制御信号に基づいて、前記第１のしきい値を変更可能である
    　請求項６または請求項７に記載の電力変換装置。
  10. 　前記制御回路は、
    　前記電圧値が前記第１のしきい値に到達したかどうかを判定する比較部と、　
    　前記第１の期間においてデューティ比を生成可能なデューティ比生成部と、
    　前記デューティ比に基づいて前記第２の駆動信号を生成可能であり、前記比較部の判定結果に基づいて、前記出力停止状態から前記出力状態への切り替え、または前記出力状態から前記出力停止状態への切り替えを行うことが可能な駆動部と
    　を有する
    　請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  11. 　前記制御回路は、
    　前記電圧値が前記第１のしきい値に到達したかどうかを判定する比較部と、　
    　前記第１の期間において、前記比較部の比較結果に基づいてデューティ比を生成可能なデューティ比生成部と、
    　前記デューティ比に基づいて前記第２の駆動信号を生成可能な駆動部と
    　を有する
    　請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の電力変換装置。
  12. 　前記デューティ比生成部は、前記第１の期間の後の第２の期間において、前記第１の電力端子における電圧または前記第２の電力端子における電圧に基づいてフィードバック制御を行うことにより前記デューティ比を生成可能である
    　請求項１０または請求項１１に記載の電力変換装置。
  13. 　第１の端子および第２の端子を有する第１のバッテリと、
    　第１の端子および第２の端子を有するキャパシタと、
    　前記第１のバッテリの前記第１の端子と前記キャパシタの前記第１の端子とを結ぶ経路に設けられた第１のスイッチと、
    　前記第１のバッテリの前記第２の端子と前記キャパシタの前記第２の端子とを結ぶ経路に設けられた第２のスイッチと、
    　電力変換装置と、
    　第２のバッテリと
    　を備え、
    　前記電力変換装置は、
    　前記キャパシタの前記第１の端子に接続された第１の接続端子、および前記キャパシタの前記第２の端子に接続された第２の接続端子を有する第１の電力端子と、
    　前記第１の電力端子に接続され、第１の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第１の複数のスイッチング素子を有するスイッチング回路と、
    　前記スイッチング回路に接続された第１の巻線と、第２の巻線とを有するトランスと、
    　前記第２の巻線に接続され、第２の駆動信号に基づいてオンオフ可能な第２の複数のスイッチング素子を有する整流回路と、
    　前記整流回路に接続された平滑回路と、
    　前記平滑回路に接続された第２の電力端子と、　
    　前記第１の複数のスイッチング素子および前記第２の複数のスイッチング素子の動作を制御可能な制御回路と
    　を有し、
    　前記制御回路は、前記第１の電力端子から前記第２の電力端子に向かって電力を供給する前の第１の期間において、
    　時間の経過に応じて増加する第１のしきい値を生成可能であり、
    　前記第１の電力端子における電圧の電圧値が前記第１のしきい値に到達した場合に、前記第２の駆動信号を出力する出力状態から前記第２の駆動信号の出力を停止する出力停止状態への切り替え、または前記出力停止状態から前記出力状態への切り替えを行うことが可能である
    　電力変換システム。
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Citations (3)

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JP2019047571A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
US20190202300A1 (en) * 2018-01-03 2019-07-04 Lear Corporation Pre-Charging DC Link Capacitor of On-Board Charger (OBC) Using Traction Battery
JP2021151184A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 シェンヂェン ヴイマックス ニュー エネルギー カンパニー リミテッドShenzhen VMAX New Energy Co., Ltd. プリチャージ可能なｄｃｄｃ変換回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019047571A (ja) * 2017-08-30 2019-03-22 株式会社Ｓｏｋｅｎ 電力変換装置
US20190202300A1 (en) * 2018-01-03 2019-07-04 Lear Corporation Pre-Charging DC Link Capacitor of On-Board Charger (OBC) Using Traction Battery
JP2021151184A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 シェンヂェン ヴイマックス ニュー エネルギー カンパニー リミテッドShenzhen VMAX New Energy Co., Ltd. プリチャージ可能なｄｃｄｃ変換回路

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