(57)【要約】【課題】第１電源および第２電源に対して直列接続の電圧よりも大きい任意の電圧に昇圧する。【解決手段】制御装置１５は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。制御装置１５は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を反転して交互にＯＮおよびＯＦＦに切り替えるスイッチング動作を、第１デューティによって制御する。制御装置１５は、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３を反転して交互にＯＮおよびＯＦＦに切り替えるスイッチング動作を、第２デューティによって制御する。【選択図】図１
2014239574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電源および第２電源と、
前記第１電源および前記第２電源から供給される電力によって駆動する負荷と、
前記負荷に印加する電圧を制御する電圧制御手段と、
を備え、
前記電圧制御手段は、
第１リアクトルおよび第２リアクトルと、
複数のスイッチと、
第１の昇圧回路および第２の昇圧回路のうちの少なくとも何れか１つと、を備え、
第１ノードに前記第２電源の正極が接続され、
第２ノードに前記第２電源の負極が接続され、
第３ノードに前記第１電源の正極が接続され、
第４ノードに前記第１電源の負極が接続され、
第５ノードと前記第２ノードとに前記第２リアクトルの両端が接続され、
第６ノードと前記第３ノードとに前記第１リアクトルの両端が接続され、
前記複数のスイッチは、
前記第５ノードおよび前記第６ノードと、前記第２ノードおよび前記第６ノードと、前記第５ノードおよび前記第３ノードと、のうちの何れか１つに両端が接続された第１の前記スイッチと、
前記第６ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第２の前記スイッチと、
前記第１ノードと前記第５ノードとに両端が接続された第３の前記スイッチと、を備え、
前記第１の昇圧回路は、前記第１リアクトルと、前記第１および前記第２の前記スイッチを備えるとともに、前記第１電源に接続され、
前記第２の昇圧回路は、前記第２リアクトルと、前記第１および前記第３の前記スイッチを備えるとともに、前記第２電源に接続され、
前記電圧制御手段は、前記スイッチのオンおよびオフのスイッチング動作のデューティによって、前記負荷に印加する電圧を、前記第１電源の電圧および前記第２電源の電圧の和の電圧以上の任意の電圧に制御する、
ことを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記第１の前記スイッチは双方向スイッチであり、
前記第５ノードと前記第６ノードとに前記第１の前記スイッチの両端が接続され、
前記複数のスイッチは、
前記第５ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第４の前記スイッチと、
前記第１ノードと前記第６ノードとに両端が接続された第５の前記スイッチと、を備え、
前記電圧制御手段は、前記第１の昇圧回路および前記第２の昇圧回路を備え、
前記第１の昇圧回路は、前記第１、前記第２、および前記第４の前記スイッチを備え、
前記第２の昇圧回路は、前記第１、前記第３、および前記第５の前記スイッチを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第２ノードと前記第６ノードとに前記第１の前記スイッチの両端が接続され、
前記複数のスイッチは、前記第５ノードと前記第３ノードとに両端が接続された第４の前記スイッチを備え、
前記電圧制御手段は、前記第１の昇圧回路および前記第２の昇圧回路を備え、
前記第２の昇圧回路は、前記第１の前記スイッチの代わりに前記第４の前記スイッチを備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項４】
前記第１および前記第４の前記スイッチは双方向スイッチであり、
前記複数のスイッチは、
前記第１ノードと前記第６ノードとに両端が接続された第５の前記スイッチと、
前記第５ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第６の前記スイッチと、を備え、
前記第１の昇圧回路は、前記第１、前記第２、および前記第５の前記スイッチを備え、
前記第２の昇圧回路は、前記第３、前記第４、および前記第６の前記スイッチを備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電圧制御手段は、
前記第２ノードと前記第２リアクトルとの間に設けられた第７ノードと、
前記第３ノードと前記第１リアクトルとの間に設けられた第８ノードと、を備え、
前記複数のスイッチは、
前記第３ノードと前記第８ノードとに両端が接続された第５の前記スイッチと、
前記第８ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第６の前記スイッチと、
前記第１ノードと前記第７ノードとに両端が接続された第７の前記スイッチと、
前記第７ノードと前記第２ノードとに両端が接続された第８の前記スイッチと、を備え、
前記第１の昇圧回路は、前記第１、前記第２、前記第５、および前記第６の前記スイッチを備え、
前記第２の昇圧回路は、前記第３、前記第４、前記第７、および前記第８の前記スイッチを備える、
ことを特徴とする請求項３に記載の電源装置。
【請求項６】
前記電圧制御手段は、前記スイッチのオンおよびオフのスイッチング動作のデューティによって、前記負荷に印加する電圧を、前記第１電源の電圧または前記第２電源の電圧の何れか大きい方から前記第１電源の電圧および前記第２電源の電圧の和の電圧までの範囲の任意の電圧に制御する、
ことを特徴とする請求項２、請求項４、および請求項５の何れか１つに記載の電源装置。
【請求項７】
前記第１リアクトルおよび前記第２リアクトルは磁気的に結合されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１つに記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＣ−ＤＣコンバータと、２つの第１，第２スイッチと、２つの第１，第２の電源とを備え、電気負荷に印加される電圧をＤＣ−ＤＣコンバータによって調整しつつ、第１，第２スイッチのオンおよびオフによって電気負荷に対して２つの第１，第２電源を直列接続状態と並列接続状態とに切り替えて接続する電源システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
従来、昇圧コンバータと、４つの第１〜第４リレーと、２つの２次電池とを備え、電気負荷に印加される電圧を昇圧コンバータによって調整しつつ、第１〜第４リレーのオンおよびオフによって電気負荷に対して２つの２次電池を直列接続状態と並列接続状態とに切り替えて接続する電源装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１５２０７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−６０８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る電源システムおよび電源装置においては、ＤＣ−ＤＣコンバータ（または昇圧コンバータ）の動作点は、第１および第２の電源（または二次電池）が並列接続状態となる昇圧比が１倍の点と、第１および第２の電源（または二次電池）が直列接続状態となる昇圧比が２倍の点との２点のみに実質的に限定されており、昇圧比が２よりも大きい任意の値となる動作点が望まれている。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、第１電源および第２電源の電圧を直列接続の電圧よりも大きい任意の電圧に昇圧することが可能な電源装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明は以下の態様を採用した。
（１）本発明の一態様に係る電源装置は、第１電源（例えば、実施形態での第１電源ＢＴ１）および第２電源（例えば、実施形態での第２電源ＢＴ２）と、前記第１電源および前記第２電源から供給される電力によって駆動する負荷（例えば、実施形態での負荷１３）と、前記負荷に印加する電圧を制御する電圧制御手段（例えば、実施形態での制御装置１５、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２、第１および第２の降圧型直流電力変換回路１１ａ，１２ａ、第１および第２の昇圧型直流電力変換回路１１ｂ，１２ｂ）と、を備え、前記電圧制御手段は、第１リアクトル（例えば、実施形態での第１リアクトルＬ１）および第２リアクトル（例えば、実施形態での第２リアクトルＬ２）と、複数のスイッチと、第１の昇圧回路（例えば、実施形態での第１の直流電力変換回路１１、第１の昇圧型直流電力変換回路１１ｂ）および第２の昇圧回路（例えば、実施形態での第２の直流電力変換回路１２、第２の昇圧型直流電力変換回路１２ｂ）のうちの少なくとも何れか１つと、を備え、第１ノード（例えば、実施形態での第１ノードＡ）に前記第２電源の正極が接続され、第２ノード（例えば、実施形態での第２ノードＢ）に前記第２電源の負極が接続され、第３ノード（例えば、実施形態での第３ノードＣ）に前記第１電源の正極が接続され、第４ノード（例えば、実施形態での第４ノードＤ）に前記第１電源の負極が接続され、第５ノード（例えば、実施形態での第５ノードＥ）と前記第２ノードとに前記第２リアクトルの両端が接続され、第６ノード（例えば、実施形態での第６ノードＦ）と前記第３ノードとに前記第１リアクトルの両端が接続され、前記複数のスイッチは、前記第５ノードおよび前記第６ノードと、前記第２ノードおよび前記第６ノードと、前記第５ノードおよび前記第３ノードと、のうちの何れか１つに両端が接続された第１の前記スイッチ（例えば、実施形態での第１スイッチング素子ＳＷ１）と、前記第６ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第２の前記スイッチ（例えば、実施形態での第２スイッチング素子ＳＷ２）と、前記第１ノードと前記第５ノードとに両端が接続された第３の前記スイッチ（例えば、実施形態での第３スイッチング素子ＳＷ３）と、を備え、前記第１の昇圧回路は、前記第１リアクトルと、前記第１および前記第２の前記スイッチを備えるとともに、前記第１電源に接続され、前記第２の昇圧回路は、前記第２リアクトルと、前記第１および前記第３の前記スイッチを備えるとともに、前記第２電源に接続され、前記電圧制御手段は、前記スイッチのオンおよびオフのスイッチング動作のデューティ（例えば、実施形態での第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２、第１および第２昇圧デューティＤｕｔｙ１２，Ｄｕｔｙ２２）によって、前記負荷に印加する電圧を、前記第１電源の電圧および前記第２電源の電圧の和の電圧以上の任意の電圧に制御する。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の電源装置では、前記第１の前記スイッチは双方向スイッチであり、前記第５ノードと前記第６ノードとに前記第１の前記スイッチの両端が接続され、前記複数のスイッチは、前記第５ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第４の前記スイッチ（例えば、実施形態での第４スイッチング素子ＳＷ４）と、前記第１ノードと前記第６ノードとに両端が接続された第５の前記スイッチ（例えば、実施形態での第５スイッチング素子ＳＷ５）と、を備え、前記電圧制御手段は、前記第１の昇圧回路および前記第２の昇圧回路を備え、前記第１の昇圧回路は、前記第１、前記第２、および前記第４の前記スイッチを備え、前記第２の昇圧回路は、前記第１、前記第３、および前記第５の前記スイッチを備えてもよい。
【０００８】
（３）上記（１）に記載の電源装置では、前記第２ノードと前記第６ノードとに前記第１の前記スイッチの両端が接続され、前記複数のスイッチは、前記第５ノードと前記第３ノードとに両端が接続された第４の前記スイッチ（例えば、実施形態での第４スイッチング素子ＳＷ４）を備え、前記電圧制御手段は、前記第１の昇圧回路および前記第２の昇圧回路を備え、前記第２の昇圧回路は、前記第１の前記スイッチの代わりに前記第４の前記スイッチを備えてもよい。
【０００９】
（４）上記（３）に記載の電源装置では、前記第１および前記第４の前記スイッチは双方向スイッチであり、前記複数のスイッチは、前記第１ノードと前記第６ノードとに両端が接続された第５の前記スイッチ（例えば、実施形態での第５スイッチング素子ＳＷ５）と、前記第５ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第６の前記スイッチ（例えば、実施形態での第６スイッチング素子ＳＷ６）と、を備え、前記第１の昇圧回路は、前記第１、前記第２、および前記第５の前記スイッチを備え、前記第２の昇圧回路は、前記第３、前記第４、および前記第６の前記スイッチを備えてもよい。
【００１０】
（５）上記（３）に記載の電源装置では、前記電圧制御手段は、前記第２ノードと前記第２リアクトルとの間に設けられた第７ノード（例えば、実施形態での第７ノードＧ）と、前記第３ノードと前記第１リアクトルとの間に設けられた第８ノード（例えば、実施形態での第８ノードＨ）と、を備え、前記複数のスイッチは、前記第３ノードと前記第８ノードとに両端が接続された第５の前記スイッチ（例えば、実施形態での第５スイッチング素子ＳＷ５）と、前記第８ノードと前記第４ノードとに両端が接続された第６の前記スイッチ（例えば、実施形態での第６スイッチング素子ＳＷ６）と、前記第１ノードと前記第７ノードとに両端が接続された第７の前記スイッチ（例えば、実施形態での第７スイッチング素子ＳＷ７）と、前記第７ノードと前記第２ノードとに両端が接続された第８の前記スイッチ（例えば、実施形態での第８スイッチング素子ＳＷ８）と、を備え、前記第１の昇圧回路は、前記第１、前記第２、前記第５、および前記第６の前記スイッチを備え、前記第２の昇圧回路は、前記第３、前記第４、前記第７、および前記第８の前記スイッチを備えてもよい。
【００１１】
（６）上記（２）、（４）、および（５）の何れか１つに記載の電源装置では、前記電圧制御手段は、前記スイッチのオンおよびオフのスイッチング動作のデューティ（例えば、実施形態での第１および第２降圧デューティＤｕｔｙ１１，Ｄｕｔｙ２１）によって、前記負荷に印加する電圧を、前記第１電源の電圧または前記第２電源の電圧の何れか大きい方から前記第１電源の電圧および前記第２電源の電圧の和の電圧までの範囲の任意の電圧に制御してもよい。
【００１２】
（７）上記（１）から（６）の何れか１つに記載の電源装置では、前記第１リアクトルおよび前記第２リアクトルは磁気的に結合されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
上記（１）〜（５）の何れかに記載の態様に係る電源装置によれば、第１の昇圧回路は第１のスイッチと第２のスイッチとが反転して交互にオンおよびオフに駆動されることによって第１電源の電圧を昇圧し、第２の昇圧回路は第１のスイッチと第３のスイッチとが反転して交互にオンおよびオフに駆動されることによって第２電源の電圧を昇圧する。これにより、第１および第２のスイッチの組と、第１および第３のスイッチの組とにおいて、スイッチング動作のデューティを制御することによって、負荷に印加する電圧を、第１電源の電圧および第２電源の電圧の和の電圧以上の任意の電圧に容易に制御することができる。
【００１４】
さらに、上記（６）の場合、各スイッチのスイッチング動作のデューティを制御することによって、負荷に印加する電圧を、第１電源の電圧および第２電源の電圧の和の電圧以上の任意の電圧に加えて、第１電源の電圧または第２電源の電圧の何れか大きい方から第１電源の電圧および第２電源の電圧の和の電圧の範囲の任意の電圧に容易に設定可能である。
【００１５】
さらに、上記（７）の場合、第１リアクトルおよび第２リアクトルを流れる電流の周波数をスイッチング周波数よりも高くすることができ、第１リアクトルおよび第２リアクトルにて発生する磁歪騒音の周波数を可聴帯域外まで高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電源装置の構成図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係る電源装置の力行時における電流の流れを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態に係る電源装置の回生時における電流の流れを示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の構成図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の力行時における電流の流れを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の回生時における電流の流れを示す図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の力行時における電流の流れを示す図である。
【図４Ｄ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の回生時における電流の流れを示す図である。
【図５Ａ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の負荷停止時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図５Ｃ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図６Ａ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の負荷停止時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の第１実施形態の変形例に係る電源装置の回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る電源装置の構成図である。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第１の直流電力変換回路の力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと電流の流れを示す図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第１の直流電力変換回路の回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと電流の流れを示す図である。
【図８Ｃ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２の直流電力変換回路の力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと電流の流れを示す図である。
【図８Ｄ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２の直流電力変換回路の回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと電流の流れを示す図である。
【図９Ａ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第１の直流電力変換回路の力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第１の直流電力変換回路の回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２の直流電力変換回路の力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図９Ｄ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２の直流電力変換回路の回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第１制御モードにおける各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、第１および第２デューティと、負荷電圧との変化を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードの力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の流れを示す図である。
【図１１Ｂ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードの回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の流れを示す図である。
【図１２Ａ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードの力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１２Ｂ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードの回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１３Ａ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードの力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１３Ｂ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードの負荷停止時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１３Ｃ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードの回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第２制御モードにおける各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、第１および第２デューティと、負荷電圧との変化を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る電源装置の負荷電圧と第１および第２電圧と各出力電圧との関係を示す図である。
【図１６Ａ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第３制御モードの力行時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第３制御モードの回生時における各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第４制御モードにおける各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１８】本発明の第２実施形態に係る電源装置の第４制御モードにおける各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと各電流の変化を示す図である。
【図１９Ａ】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る電源装置の構成図である。
【図１９Ｂ】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る電源装置の構成図である。
【図２０】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置の構成図である。
【図２１】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置の構成図である。
【図２２Ａ】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置の力行時における各電流の流れを示す図である。
【図２２Ｂ】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置の回生時における各電流の流れを示す図である。
【図２２Ｃ】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置の力行時における各電流の流れを示す図である。
【図２２Ｄ】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置の回生時における各電流の流れを示す図である。
【図２３】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置の第２制御モードにおける各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、第１および第２降圧デューティと、第１および第２昇圧デューティと、各電圧との変化を示す図である。
【図２４】本発明の第２実施形態の第３変形例に係る電源装置の構成図である。
【図２５Ａ】本発明の第２実施形態の第３変形例に係る電源装置の力行時における各電流の流れを示す図である。
【図２５Ｂ】本発明の第２実施形態の第３変形例に係る電源装置の回生時における各電流の流れを示す図である。
【図２５Ｃ】本発明の第２実施形態の第３変形例に係る電源装置の力行時における各電流の流れを示す図である。
【図２５Ｄ】本発明の第２実施形態の第３変形例に係る電源装置の回生時における各電流の流れを示す図である。
【図２６】本発明の第２実施形態の第３変形例に係る電源装置の第２制御モードにおける各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦと、第１および第２降圧デューティと、第１および第２昇圧デューティと、各電圧との変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態に係る電源装置について添付図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態に係る電源装置は、例えば車両の走行駆動力を発生可能な電動機の力行および回生を制御するインバータなどの負荷に直流電力を供給する電源装置を成している。
【００１８】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電源装置１０は、図１に示すように、第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１と、第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２と、負荷（ＬＤ）１３と、キャパシタ（ＣＡ）１４と、制御装置１５と、を備えている。負荷１３は、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２から供給される直流電力によって駆動可能であるとともに、発電による直流電力を第１および第２の直流電力変換回路１１，１２に供給可能である。キャパシタ（ＣＡ）１４は負荷１３の両端に接続されている。
【００１９】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、例えばバッテリなどの第１電源ＢＴ１と、第１のスイッチ群を構成するＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar mode Transistor）などの第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２と、第１リアクトルＬ１と、を備えている。
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えばバッテリなどの第２電源ＢＴ２と、第２のスイッチ群を構成するＩＧＢＴなどの第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３と、第２リアクトルＬ２と、を備えている。
なお、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２は、共通の第１スイッチング素子ＳＷ１を備えている。
また、第１電源ＢＴ１から出力される第１電圧ＶＢ１と、第２電源ＢＴ２から出力される第２電圧ＶＢ２とは、ゼロを含む所定の電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）を有している。
【００２０】
電源装置１０は、第１ノードＡ〜第６ノードＦを備えている。
第１ノードＡには第２電源ＢＴ２の正極が接続され、第２ノードＢには第２電源ＢＴ２の負極が接続され、第３ノードＣには第１電源ＢＴ１の正極が接続され、第４ノードＤには第１電源ＢＴ１の負極が接続されている。第５ノードＥと第２ノードＢとには第２リアクトルＬ２の両端が接続され、第６ノードＦと第３ノードＣとには第１リアクトルＬ１の両端が接続されている。
第１スイッチング素子ＳＷ１のコレクタは第５ノードＥに接続され、エミッタは第６ノードＦに接続されている。第２スイッチング素子ＳＷ２のコレクタは第６ノードＦに接続され、エミッタは第４ノードＤに接続されている。第３スイッチング素子ＳＷ３のコレクタは第１ノードＡに接続され、エミッタは第５ノードＥに接続されている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３のエミッタ−コレクタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向になるようにして各ダイオードＤ１〜Ｄ３が接続されている。
【００２１】
第１および第２の直流電力変換回路１１，１２は、制御装置１５から出力されて各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって互いに独立に駆動可能に制御される。
より詳細には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。このスイッチング動作では、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３が交互に閉接（ＯＮ）および開放（ＯＦＦ）に切り替えられる。
【００２２】
第１の直流電力変換回路１１は、例えば図２Ａに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第２スイッチング素子ＳＷ２と、を経由する還流電流を流して第１リアクトルＬ１を励磁し、第１リアクトルＬ１を通過する第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を増大させる。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１および第１ダイオードＤ１と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、例えば図２Ｂに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにすることによって、順次、第２スイッチング素子ＳＷ２および第２ダイオードＤ２と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する還流電流を流す。
【００２３】
第２の直流電力変換回路１２は、例えば図２Ａに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３と、第２リアクトルＬ２と、を経由する還流電流を流して第２リアクトルＬ２を励磁し、第２リアクトルＬ２を通過する第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を増大させる。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１および第１ダイオードＤ１と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、例えば図２Ｂに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにすることによって、順次、第２リアクトルＬ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３および第３ダイオードＤ３と、第２電源ＢＴ２と、を経由する還流電流を流す。
【００２４】
制御装置１５は、負荷制御部２１と、接続切替制御部２２と、を備えている。
負荷制御部２１は、負荷１３の動作を制御する。例えば、負荷１３が３相のブラシレスＤＣモータなどの電動機と、この電動機の力行および回生を制御するインバータとを備える場合には、負荷制御部２１はインバータの電力変換動作を制御する。より詳細には、電動機の力行運転時には、負荷制御部２１は、インバータの直流側の両極間に印加される直流電力を３相交流電力に変換し、電動機の各相への通電を順次転流させることで交流の各相電流を通電する。一方、電動機の回生運転時には、負荷制御部２１は、電動機の回転角に基づいて同期を取りつつ電動機から出力される交流の発電電力を直流電力に変換する。
【００２５】
接続切替制御部２２は、パルス幅変調（ＰＷＭ）による信号（ＰＷＭ信号）を各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ３のゲートに入力することによって、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を互いに独立に駆動可能である。接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷１３に印加される電圧（負荷電圧）Ｖ０を、第１電源ＢＴ１の第１電圧ＶＢ１および第２電源ＢＴ２の第２電圧ＶＢ２の和（ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御する。
【００２６】
接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１デューティＤｕｔｙ１によって制御する。第１デューティＤｕｔｙ１は、下記数式（１）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第２スイッチング素子ＳＷ２のオン時間ｔ（ＳＷ２）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態は、第１デューティＤｕｔｙ１＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮとする状態は、第１デューティＤｕｔｙ１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１デューティＤｕｔｙ１によって第１電圧ＶＢ１を昇圧して第１の直流電力変換回路１１から出力可能であり、第１の直流電力変換回路１１の出力電圧Ｖ１０（つまり、第５ノードＥと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１デューティＤｕｔｙ１とに応じて制御する。
【００２７】
【数１】
2014239574.tif 000003
【００２８】
接続切替制御部２２は、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２デューティＤｕｔｙ２によって制御する。第２デューティＤｕｔｙ２は、上記数式（１）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第３スイッチング素子ＳＷ３のオン時間ｔ（ＳＷ３）とにより定義されている。
例えば、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮとする状態は、第２デューティＤｕｔｙ２＝０％の状態である。一方、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦとする状態は、第２デューティＤｕｔｙ２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２デューティＤｕｔｙ２によって第２電圧ＶＢ２を昇圧して第２の直流電力変換回路１２から出力可能であり、第２の直流電力変換回路１２の出力電圧Ｖ２０（つまり、第１ノードＡと第６ノードＦとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２デューティＤｕｔｙ２とに応じて制御する。
【００２９】
接続切替制御部２２は、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を排他的に、または同時に駆動する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。
【００３０】
上述したように、本発明の第１実施形態による電源装置１０によれば、第１デューティＤｕｔｙ１および第２デューティＤｕｔｙ２を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の任意の電圧に容易に制御可能である。
【００３１】
（第１実施形態の変形例）
本発明の実施形態の変形例に係る電源装置１０は、図３に示すように、上述した第１実施形態において第１スイッチング素子ＳＷ１が双方向スイッチとされ、さらに、第４および第５スイッチング素子ＳＷ４，ＳＷ５を備えている。
この変形例に係る電源装置１０は、負荷電圧Ｖ０を、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２のうちの何れか大きい方から、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。
【００３２】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、第１電源ＢＴ１と、第１のスイッチ群を構成する第１，第２，および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ４と、第１リアクトルＬ１と、を備えて構成されている。
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、第２電源ＢＴ２と、第２のスイッチ群を構成する第１，第３，および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ５と、第２１リアクトルＬ２と、を備えて構成されている。
【００３３】
双方向スイッチを成す第１スイッチング素子ＳＷ１は、例えば、２つのスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂが逆極性に直列に接続されて構成されている。
第４スイッチング素子ＳＷ４のコレクタは第５ノードＥに接続され、エミッタは第４ノードＤに接続されている。第５スイッチング素子ＳＷ５のコレクタは第１ノードＡに接続され、エミッタは第６ノードＦに接続されている。第４および第５スイッチング素子ＳＷ４，ＳＷ５のエミッタ−コレクタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向になるようにして第４および第５ダイオードＤ４，Ｄ５が接続されている。
【００３４】
第１および第２の直流電力変換回路１１，１２は、制御装置１５から出力されて各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ５のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって互いに独立に駆動可能に制御される。
より詳細には、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４の組と、第２の直流電力変換回路１２の第１および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ５の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。
また、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。
これらのスイッチング動作では、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ５が交互に閉接（ＯＮ）および開放（ＯＦＦ）に切り替えられる。
【００３５】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、例えば図４Ａ，Ｂに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにする。
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、図４Ａに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦにすることによって、順次、第４スイッチング素子ＳＷ４および第４ダイオードＤ４と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由する還流電流を流す。
また、第１の直流電力変換回路１１は、図４Ｂに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、を経由する電流を流す。一方、第４スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮにすることによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。
【００３６】
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えば図４Ａ，Ｂに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにする。
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、図４Ａに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。一方、第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第５スイッチング素子ＳＷ４および第５ダイオードＤ５と、を経由する還流電流を流す。
また、第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、図４Ｂに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮにすることによって、順次、第５スイッチング素子ＳＷ５と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。
【００３７】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、例えば図４Ｃ，Ｄに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦにする。
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、図４Ｃに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第２スイッチング素子ＳＷ２と、を経由する還流電流を流して第１リアクトルＬ１を励磁し、第１リアクトルＬ１を通過する第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を増大させる。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、図４Ｄに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにすることによって、順次、第２スイッチング素子ＳＷ２および第２ダイオードＤ２と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する還流電流を流す。
【００３８】
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えば図４Ｃ，Ｄに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦにする。
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えば図４Ｃに示すように負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３と、第２リアクトルＬ２と、を経由する還流電流を流して第２リアクトルＬ２を励磁し、第２リアクトルＬ２を通過する第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を増大させる。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えば図４Ｄに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにすることによって、順次、第２リアクトルＬ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３および第３ダイオードＤ３と、第２電源ＢＴ２と、を経由する還流電流を流す。
【００３９】
接続切替制御部２２は、パルス幅変調（ＰＷＭ）による信号（ＰＷＭ信号）を各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ５のゲートに入力することによって、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を互いに独立に駆動可能である。
接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４の組と、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電源ＢＴ１の第１電圧ＶＢ１および第２電源ＢＴ２の第２電圧ＶＢ２のうちの何れか大きい方と、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）との間の電圧範囲内に制御する。
また、接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御する。
【００４０】
接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１によって制御する。第１降圧デューティＤｕｔｙ１１は、下記数式（２）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第４スイッチング素子ＳＷ４のオン時間ｔ（ＳＷ４）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮとする状態は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦとする状態は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１によって第１電圧ＶＢ１を降圧して第１の直流電力変換回路１１から出力可能であり、第１の直流電力変換回路１１の出力電圧Ｖ１０ａ（つまり、第５ノードＥと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１降圧デューティＤｕｔｙ１１との積（ＶＢ１×Ｄｕｔｙ１１＝Ｖ１０ａ）として制御する。
【００４１】
【数２】
2014239574.tif 000004
【００４２】
接続切替制御部２２は、第２の直流電力変換回路１２の第１および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ５を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１によって制御する。第２降圧デューティＤｕｔｙ２１は、上記数式（２）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第５スイッチング素子ＳＷ５のオン時間ｔ（ＳＷ５）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮとする状態は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦとする状態は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１によって第２電圧ＶＢ２を降圧して第２の直流電力変換回路１２から出力可能であり、第２の直流電力変換回路１２の出力電圧Ｖ２０ａ（つまり、第１ノードＡと第６ノードＦとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２降圧デューティＤｕｔｙ２１との積（ＶＢ２×Ｄｕｔｙ２１＝Ｖ２０ａ）として制御する。
【００４３】
接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２によって制御する。第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２は、上記数式（２）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第２スイッチング素子ＳＷ２のオン時間ｔ（ＳＷ２）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮとする状態は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２によって第１電圧ＶＢ１を昇圧して第１の直流電力変換回路１１から出力可能であり、第１の直流電力変換回路１１の出力電圧Ｖ１０ｂ（つまり、第５ノードＥと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２とに応じて制御する。
【００４４】
接続切替制御部２２は、第２の直流電力変換回路１２の第１および第３スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２によって制御する。第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２は、上記数式（２）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第３スイッチング素子ＳＷ３のオン時間ｔ（ＳＷ３）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦとする状態は、第２デューティＤｕｔｙ２＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮとする状態は、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２によって第２電圧ＶＢ２を昇圧して第２の直流電力変換回路１２から出力可能であり、第２の直流電力変換回路１２ｂの出力電圧Ｖ２０ｂ（つまり、第１ノードＡと第６ノードＦとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２とに応じて制御する。
【００４５】
接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合と、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合とのそれぞれにおいて、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を排他的に、または同時に駆動する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２のうちの何れか大きい方から、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。
例えば、図５Ａ〜Ｃに示すように、接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合に、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を同位相のスイッチング動作で同時に駆動する。
また、例えば、図６Ａ〜Ｃに示すように、接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合に、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を同位相のスイッチング動作で同時に駆動する。
なお、図５Ａ〜Ｃおよび図６Ａ〜Ｃに示す時間ｔに応じた電流の波形において、図３に示すように、第１リアクトルＬ１を通過する第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）は第３ノードＣから第６ノードＦに向かう方向を正としている。第２リアクトルＬ２を通過する第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）は第５ノードＥから第２ノードＢに向かう方向を正としている。各第１電源ＢＴ１および第２電源ＢＴ２を通過する各電流Ｉ（ＢＴ１），Ｉ（ＢＴ２）は、負極から正極に向かう方向を正としている。負荷１３およびキャパシタ１４を通過する電流を合算した電流Ｉ（ＬＤ）は第１ノードＡから第４ノードＤに向かう方向を正としている。
【００４６】
上述したように、本発明の第１実施形態の変形例による電源装置１０によれば、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１および第２降圧デューティＤｕｔｙ２１を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２のうちの何れか大きい方から、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）までの範囲の任意の電圧に容易に制御可能である。また、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２および第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の任意の電圧に容易に制御可能である。
【００４７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電源装置１０は、図７に示すように、第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１と、第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２と、負荷（ＬＤ）１３と、キャパシタ（ＣＡ）１４と、制御装置１５と、を備えている。負荷１３は、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２から供給される直流電力によって駆動可能であるとともに、発電による直流電力を第１および第２の直流電力変換回路１１，１２に供給可能である。キャパシタ（ＣＡ）１４は負荷１３の両端に接続されている。
【００４８】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、例えばバッテリなどの第１電源ＢＴ１と、第１のスイッチ群を構成するＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar mode Transistor）などの第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２と、第１リアクトルＬ１と、を備えている。
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えばバッテリなどの第２電源ＢＴ２と、第２のスイッチ群を構成するＩＧＢＴなどの第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４と、第２リアクトルＬ２と、を備えている。
なお、第１電源ＢＴ１から出力される第１電圧ＶＢ１と、第２電源ＢＴ２から出力される第２電圧ＶＢ２とは、ゼロを含む所定の電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）を有している。
【００４９】
電源装置１０は、第１ノードＡ〜第６ノードＦを備えている。
第１ノードＡには第２電源ＢＴ２の正極が接続され、第２ノードＢには第２電源ＢＴ２の負極が接続され、第３ノードＣには第１電源ＢＴ１の正極が接続され、第４ノードＤには第１電源ＢＴ１の負極が接続されている。第５ノードＥと第２ノードＢとには第２リアクトルＬ２の両端が接続され、第６ノードＦと第３ノードＣとには第１リアクトルＬ１の両端が接続されている。
第１スイッチング素子ＳＷ１のコレクタは第２ノードＢに接続され、エミッタは第６ノードＦに接続されている。第２スイッチング素子ＳＷ２のコレクタは第６ノードＦに接続され、エミッタは第４ノードＤに接続されている。第３スイッチング素子ＳＷ３のコレクタは第１ノードＡに接続され、エミッタは第５ノードＥに接続されている。第４スイッチング素子ＳＷ４のコレクタは第５ノードＥに接続され、エミッタは第３ノードＣに接続されている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のエミッタ−コレクタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向になるようにして各ダイオードＤ１〜Ｄ４が接続されている。
【００５０】
第１および第２の直流電力変換回路１１，１２は、共通の接続点である第２ノードＢおよび第３ノードＣで接続されており、少なくとも第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２が直列に接続されて成るループ回路ＬＣを形成している。
より詳細には、ループ回路ＬＣは、第１の直流電力変換回路１１の第１リアクトルＬ１および第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２の直流電力変換回路１２の第２リアクトルＬ２および第４スイッチング素子ＳＷ４と、が直列に接続されて形成されている。第１の直流電力変換回路１１の第１リアクトルＬ１および第１スイッチング素子ＳＷ１は、第３ノードＣおよび第２ノードＢ間に第６ノードＦを介して直列に接続されている。第２の直流電力変換回路１２の第２リアクトルＬ２および第４スイッチング素子ＳＷ４は、第２ノードＢおよび第３ノードＣ間に第５ノードＥを介して直列に接続されている。
【００５１】
第１および第２の直流電力変換回路１１，１２は、制御装置１５から出力されて各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって互いに独立に駆動可能に制御される。
より詳細には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。このスイッチング動作では、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４が交互に閉接（ＯＮ）および開放（ＯＦＦ）に切り替えられる。
【００５２】
第１の直流電力変換回路１１は、例えば図８Ａおよび図９Ａに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第２スイッチング素子ＳＷ２と、を経由する還流電流を流して第１リアクトルＬ１を励磁し、第１リアクトルＬ１を通過する第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を増大させる。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１および第１ダイオードＤ１と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第１の直流電力変換回路１１は、例えば図８Ｂおよび図９Ｂに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにすることによって、順次、第２スイッチング素子ＳＷ２および第２ダイオードＤ２と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する還流電流を流す。
【００５３】
第２の直流電力変換回路１２は、例えば図８Ｃおよび図９Ｃに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３と、第２リアクトルＬ２と、を経由する還流電流を流して第２リアクトルＬ２を励磁し、第２リアクトルＬ２を通過する第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を増大させる。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第４スイッチング素子ＳＷ４および第４ダイオードＤ４と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第２の直流電力変換回路１２は、例えば図８Ｄおよび図９Ｄに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにすることによって、順次、第２リアクトルＬ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３および第３ダイオードＤ３と、第２電源ＢＴ２と、を経由する還流電流を流す。
【００５４】
なお、図９Ａ〜Ｄに示す時間ｔに応じた電流の波形において、図７に示すように、第１リアクトルＬ１を通過する第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）は第３ノードＣから第６ノードＦに向かう方向を正としている。第２リアクトルＬ２を通過する第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）は第５ノードＥから第２ノードＢに向かう方向を正としている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４および各ダイオードＤ１〜Ｄ４を通過する電流を合算した各電流Ｉ（ＳＷ１）〜Ｉ（ＳＷ４）は、コレクタからエミッタに向かう方向を正としている。各第１電源ＢＴ１および第２電源ＢＴ２を通過する各電流Ｉ（ＢＴ１），Ｉ（ＢＴ２）は、負極から正極に向かう方向を正としている。負荷１３およびキャパシタ１４を通過する電流を合算した電流Ｉ（ＬＤ）は第１ノードＡから第４ノードＤに向かう方向を正としている。
【００５５】
制御装置１５は、負荷制御部２１と、接続切替制御部２２と、を備えている。
負荷制御部２１は、負荷１３の動作を制御する。例えば、負荷１３が３相のブラシレスＤＣモータなどの電動機と、この電動機の力行および回生を制御するインバータとを備える場合には、負荷制御部２１はインバータの電力変換動作を制御する。より詳細には、電動機の力行運転時には、負荷制御部２１は、インバータの直流側の両極間に印加される直流電力を３相交流電力に変換し、電動機の各相への通電を順次転流させることで交流の各相電流を通電する。一方、電動機の回生運転時には、負荷制御部２１は、電動機の回転角に基づいて同期を取りつつ電動機から出力される交流の発電電力を直流電力に変換する。
【００５６】
接続切替制御部２２は、パルス幅変調（ＰＷＭ）による信号（ＰＷＭ信号）を各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のゲートに入力することによって、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を互いに独立に駆動可能である。接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷１３に印加される電圧（負荷電圧）Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御する。
【００５７】
接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１デューティＤｕｔｙ１によって制御する。第１デューティＤｕｔｙ１は、下記数式（３）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第２スイッチング素子ＳＷ２のオン時間ｔ（ＳＷ２）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態は、第１デューティＤｕｔｙ１＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮとする状態は、第１デューティＤｕｔｙ１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１デューティＤｕｔｙ１によって第１電圧ＶＢ１を昇圧して第１の直流電力変換回路１１から出力可能であり、第１の直流電力変換回路１１の出力電圧Ｖ１０（つまり、第２ノードＢと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１デューティＤｕｔｙ１とに応じて制御する。
【００５８】
【数３】
2014239574.tif 000005
【００５９】
接続切替制御部２２は、第２の直流電力変換回路１２の第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２デューティＤｕｔｙ２によって制御する。第２デューティＤｕｔｙ２は、上記数式（３）に示すように、第３スイッチング素子ＳＷ３のオン時間ｔ（ＳＷ３）と第４スイッチング素子ＳＷ４のオン時間ｔ（ＳＷ４）とにより定義されている。
例えば、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦとする状態は、第２デューティＤｕｔｙ２＝０％の状態である。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮとする状態は、第２デューティＤｕｔｙ２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２デューティＤｕｔｙ２によって第２電圧ＶＢ２を昇圧して第２の直流電力変換回路１２から出力可能であり、第２の直流電力変換回路１２の出力電圧Ｖ２０（つまり、第１ノードＡと第３ノードＣとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２デューティＤｕｔｙ２とに応じて制御する。
【００６０】
なお、上記数式（３）に示すように、適宜の負荷電圧Ｖ０および電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に対して、第１デューティＤｕｔｙ１は第２電源ＢＴ２の第２電圧ＶＢ２によって記述され、第２デューティＤｕｔｙ２は第１電源ＢＴ１の第１電圧ＶＢ１によって記述される。これに対して、下記数式（４）に示すように、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に基づき、第１デューティＤｕｔｙ１は第１電源ＢＴ１の第１電圧ＶＢ１によって記述可能であり、第２デューティＤｕｔｙ２は第２電源ＢＴ２の第２電圧ＶＢ２によって記述可能である。しかしながら、接続切替制御部２２は、制御応答の発散を防ぐために、下記数式（４）に示す各デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２を用いることなく、上記数式（３）に示す各デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２を用いてスイッチング動作を制御する。
【００６１】
【数４】
2014239574.tif 000006
【００６２】
本発明の第２実施形態による電源装置１０は上記構成を備えており、次に、電源装置１０の動作、つまり接続切替制御部２２の制御動作について説明する。
【００６３】
（第２実施形態の第１制御モード）
接続切替制御部２２は、図８Ａ〜Ｄおよび図９Ａ〜Ｄに示すように、第１制御モードとして、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を排他的に駆動する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。
【００６４】
例えば、接続切替制御部２２は、図１０に示すように、第１および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４をＯＮかつ第２および第３スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、負荷１３に対して第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２を直列接続状態にする。
接続切替制御部２２は、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２の直列接続状態から第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦとし、かつ第１デューティＤｕｔｙ１をゼロから徐々に増大させるスイッチング動作を実行する。これによって、第１リアクトルＬ１の逆起電力によって第１の直流電力変換回路１１の出力電圧Ｖ１０を徐々に第１電圧ＶＢ１よりも増大させ、第１電源ＢＴ１の電力を第１リアクトルＬ１と第２電源ＢＴ２とを経由して負荷１３およびキャパシタ１４に供給する。これに伴い、キャパシタ１４は充電され、負荷電圧Ｖ０（＝Ｖ１０＋ＶＢ２）は第１デューティＤｕｔｙ１に応じて徐々に増大する。
さらに、接続切替制御部２２は、第１デューティＤｕｔｙ１をゼロに向かい徐々に減少させるスイッチング動作を実行する。これによって、キャパシタ１４に充電された電荷を負荷１３で消費させるとともに第２電源ＢＴ２と第１リアクトルＬ１とを経由して第１電源ＢＴ１に供給する。これに伴い、第１電源ＢＴ１は充電され、負荷電圧Ｖ０（＝Ｖ１０＋ＶＢ２）は第１デューティＤｕｔｙ１に応じて徐々に低下する。そして、接続切替制御部２２は、第１デューティＤｕｔｙ１がゼロに到達した場合に第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮにすることによって、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２を負荷１３に対して直列接続状態とし、負荷電圧Ｖ０を第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）にする。なお、この直列接続状態では第４スイッチング素子ＳＷ４がＯＮにされてもよい。
【００６５】
同様にして、接続切替制御部２２は、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２の直列接続状態から第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦとし、かつ第２デューティＤｕｔｙ２をゼロから徐々に増大させるスイッチング動作を実行する。これによって、第２リアクトルＬ２の逆起電力によって第２の直流電力変換回路１２の出力電圧Ｖ２０を徐々に第２電圧ＶＢ２よりも増大させ、第２電源ＢＴ２の電力を第２リアクトルＬ２と第１電源ＢＴ１とを経由して負荷１３およびキャパシタ１４に供給する。これに伴い、キャパシタ１４は充電され、負荷電圧Ｖ０（＝Ｖ２０＋ＶＢ１）は第２デューティＤｕｔｙ２に応じて徐々に増大する。
さらに、接続切替制御部２２は、第２デューティＤｕｔｙ２をゼロに向かい徐々に減少させるスイッチング動作を実行する。これによって、キャパシタ１４に充電された電荷を負荷１３で消費させるとともに第１電源ＢＴ１と第２リアクトルＬ２とを経由して第２電源ＢＴ２に供給する。これに伴い、第２電源ＢＴ２は充電され、負荷電圧Ｖ０（＝Ｖ２０＋ＶＢ１）は第２デューティＤｕｔｙ２に応じて徐々に低下する。そして、接続切替制御部２２は、第２デューティＤｕｔｙ２がゼロに到達した場合に第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮにすることによって、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２を負荷１３に対して直列接続状態とし、負荷電圧Ｖ０を第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）にする。なお、この直列接続状態では第１スイッチング素子ＳＷ１がＯＮにされてもよい。
【００６６】
（第２実施形態の第２制御モード）
また、接続切替制御部２２は、図１１Ａ，Ｂおよび図１２Ａ，Ｂおよび図１３Ａ〜Ｃに示すように、第２制御モードとして、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を同時に同位相のスイッチング動作で駆動する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。この場合、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４および各ダイオードＤ１〜Ｄ４および各リアクトルＬ１，Ｌ２を通過する電流は、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２の互いの動作について相互干渉しない。また、各第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２と負荷１３およびキャパシタ１４とを通過する電流は、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２の互いの動作による電流の合成によって生成される。
【００６７】
例えば、接続切替制御部２２は、図１４に示すように、第１および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４をＯＮかつ第２および第３スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、負荷１３に対して第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２を直列接続状態にする。
接続切替制御部２２は、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２の直列接続状態から第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２をゼロから徐々に増大させるスイッチング動作を実行する。これによって、第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２の逆起電力によって第１および第２の直流電力変換回路１１，１２の出力電圧Ｖ１０，Ｖ２０を徐々に第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２よりも増大させ、負荷１３およびキャパシタ１４に電力を供給する。これに伴い、キャパシタ１４は充電され、図１５に示すような負荷電圧Ｖ０（＝Ｖ１０＋ＶＢ２＝Ｖ２０＋ＶＢ１）は第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２に応じて徐々に増大する。
さらに、接続切替制御部２２は、第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２をゼロに向かい徐々に減少させるスイッチング動作を実行する。これによって、キャパシタ１４に充電された電荷を負荷１３で消費させるとともに第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２に供給する。これに伴い、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２は充電され、負荷電圧Ｖ０（＝Ｖ１０＋ＶＢ２＝Ｖ２０＋ＶＢ１）は、第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２に応じて徐々に低下する。そして、第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２がゼロに到達すると、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２は負荷１３に対して直列接続状態になり、負荷電圧Ｖ０は第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）になる。
【００６８】
（第２実施形態の第３制御モード）
また、接続切替制御部２２は、図１６Ａ，Ｂに示すように、第３制御モードとして、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を同時に駆動する際に、逆位相のスイッチング動作で駆動する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。さらに、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２の互いの動作による電流のリップルが逆位相で重畳されるので、第２制御モードに比べて、負荷１３およびキャパシタ１４を通過する電流のリップルをより小さくすることができる。
【００６９】
（第２実施形態の第４制御モード）
また、接続切替制御部２２は、第４制御モードとして、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を同時に駆動する際に、同位相から任意にずらした位相（例えば、１８０°ずれた位相など）のスイッチング動作で駆動し、さらに、第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２が磁気的に結合されている場合には、第１および第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ１），Ｉ（Ｌ２）のリップル周波数を、スイッチング周波数よりも高くすることができる。例えば、スイッチング周波数が可聴帯域であっても、第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２にて発生する磁歪騒音の周波数を可聴帯域外として、騒音を抑制することができる。
【００７０】
なお、第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２は、例えば、磁路を共用するように共通のコアに巻回されることによって、磁気的に結合される。さらに、第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２は、例えば磁路を共用する共通のコアに互いに逆向き（逆相）に巻回されることによって、磁路の磁化を相殺する方向に各第１および第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ１），Ｉ（Ｌ２）が流れるように設けられてもよい。
【００７１】
例えば図１７に示すように第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２が磁気的に結合されていない状態において、接続切替制御部２２は、第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮとＯＦＦとに切り替えることによって第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）の増大と減少とを切り替える。また、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮとＯＦＦとに切り替えることによって第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）の増大と減少とを切り替える。
これに対して、例えば図１８に示すように第１および第２リアクトルＬ１，Ｌ２が磁気的に結合されている状態において、接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１において第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにすることによって、第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を増大させる。そして、第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにすることによって、第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を減少させる状態で、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにすることによって、第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を増大させる。これによって、磁気結合に起因して第１リアクトルＬ１に誘起電圧を発生させ、第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を減少から増大に変化させる。そして、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を減少させるとともに、第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を減少させる。
さらに、接続切替制御部２２は、第２の直流電力変換回路１２において第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにすることによって、第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を増大させる。そして、第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を減少させる状態で、第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにすることによって、第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を増大させる。これによって、磁気結合に起因して第２リアクトルＬ２に誘起電圧を発生させ、第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を減少から増大に変化させる。そして、第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにすることによって、第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を減少させるとともに、第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を減少させる。
【００７２】
（第２実施形態の第５〜８制御モード）
また、接続切替制御部２２は、第１〜第４制御モードにおいて、第５〜第８制御モードとして、第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２を調整することによって、負荷電圧Ｖ０と電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）と第１電圧ＶＢ１と第２電圧ＶＢ２とのパラメータのうち何れか１つ以外を任意の値に維持しつつ、何れか１つを任意の目標値に一致させるように制御可能である。
接続切替制御部２２は、第５制御モードとして、負荷１３の状態によらずに負荷電圧Ｖ０以外のパラメータの値を維持しつつ、負荷電圧Ｖ０を任意の目標負荷電圧Ｖａに一致させるように制御可能である。
接続切替制御部２２は、第６制御モードとして、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２の充放電状態によらずに電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）以外のパラメータの値を維持しつつ、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）を任意の目標電圧差Ｖｄａに一致させるように制御可能である。
接続切替制御部２２は、第７制御モードとして、第１電源ＢＴ１の状態によらずに第１電圧ＶＢ１以外のパラメータの値を維持しつつ、第１電圧ＶＢ１を任意の目標第１電圧ＶＢ１ａに一致させるように制御可能である。
接続切替制御部２２は、第８制御モードとして、第２電源ＢＴ２の状態によらずに第２電圧ＶＢ２以外のパラメータの値を維持しつつ、第２電圧ＶＢ２を任意の目標第２電圧ＶＢ２ａに一致させるように制御可能である。
【００７３】
（第２実施形態の第９制御モード）
接続切替制御部２２は、第１〜第８制御モードにおいて、負荷１３に加えて他に負荷が接続されている場合、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２が相違する場合、あるいは第１電源ＢＴ１と第２電源ＢＴ２との総容量が異なる場合などにおいて、第９制御モードとして、第１および第２デューティＤｕｔｙ１，Ｄｕｔｙ２を調整することによって、適宜の部位の電圧を任意の目標値に一致させるように制御可能である。
【００７４】
上述したように、本発明の第２実施形態による電源装置１０によれば、第１デューティＤｕｔｙ１および第２デューティＤｕｔｙ２を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の任意の電圧に容易に制御可能である。
【００７５】
（第２実施形態の第１変形例）
なお、上述した本発明の第２実施形態においては、図１９Ａまたは図１９Ｂに示す第１変形例に係る電源装置１０のように、第４スイッチング素子ＳＷ４または第１スイッチング素子ＳＷ１が省略されてもよい。
【００７６】
（第２実施形態の第２変形例）
本発明の第２実施形態の第２変形例に係る電源装置１０は、図２０および図２１に示すように、上述した第２実施形態において第１および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４が双方向スイッチとされ、さらに、第５および第６スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６を備えている。
この第１変形例に係る電源装置１０は、負荷電圧Ｖ０を、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２のうちの何れか大きい方から、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。
【００７７】
この第１変形例に係る電源装置１０は、図２０に示すように、第１の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１１）１１ａと、第２の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２１）１２ａと、負荷（ＬＤ）１３と、キャパシタ（ＣＡ）１４と、制御装置１５と、を備えている。
また、この電源装置１０は、図２１に示すように、第１および第２の降圧型直流電力変換回路１１ａ，１２ａの代わりに、第１の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１２）１１ｂと、第２の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２２）１２ｂと、を備えている。
【００７８】
第１の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１１）１１ａは、第１電源ＢＴ１と、第２のスイッチ群を構成する第３，第４，および第６スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ６と、第２リアクトルＬ２と、を備えて構成されている。
第２の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２１）１２ａは、第２電源ＢＴ２と、第１のスイッチ群を構成する第１，第２，および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５と、第１リアクトルＬ１と、を備えて構成されている。
第１の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１２）１１ｂは、第１電源ＢＴ１と、第１のスイッチ群を構成する第１，第２，および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５と、第１リアクトルＬ１と、を備えて構成されている。
第２の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２２）１２ｂは、第２電源ＢＴ２と、第２のスイッチ群を構成する第３，第４，および第６スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ６と、第２リアクトルＬ２と、を備えて構成されている。
【００７９】
双方向スイッチを成す第１スイッチング素子ＳＷ１は、例えば、２つのスイッチング素子ＳＷ１ａ，ＳＷ１ｂが逆極性に直列に接続されて構成されている。双方向スイッチを成す第４スイッチング素子ＳＷ４は、例えば、２つのスイッチング素子ＳＷ４ａ，ＳＷ４ｂが逆極性に直列に接続されて構成されている。
第５スイッチング素子ＳＷ５のコレクタは第１ノードＡに接続され、エミッタは第６ノードＦに接続されている。第６スイッチング素子ＳＷ６のコレクタは第５ノードＥに接続され、エミッタは第４ノードＤに接続されている。第５および第６スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６のエミッタ−コレクタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向になるようにして第５および第６ダイオードＤ５，Ｄ６が接続されている。
【００８０】
第１および第２の降圧型直流電力変換回路１１ａ，１２ａと、第１および第２の昇圧型直流電力変換回路１１ｂ，１２ｂとは、制御装置１５から出力されて各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって互いに独立に駆動可能に制御される。
より詳細には、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１の降圧型直流電力変換回路１１ａの第４および第６スイッチング素子ＳＷ４，ＳＷ６の組と、第２の降圧型直流電力変換回路１２ａの第１および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ５の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。
また、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１の昇圧型直流電力変換回路１１ｂの第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の昇圧型直流電力変換回路１２ｂの第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。
これらのスイッチング動作では、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６が交互に閉接（ＯＮ）および開放（ＯＦＦ）に切り替えられる。
【００８１】
第１の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１１）１１ａは、例えば図２２Ａに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合に負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦかつ第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。一方、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮかつ第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦにすることによって、順次、第６スイッチング素子ＳＷ６および第６ダイオードＤ６と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由する還流電流を流す。
また、第１の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１１）１１ａは、例えば図２２Ｂに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合に負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮかつ第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第６スイッチング素子ＳＷ６と、を経由する電流を流す。一方、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦかつ第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮにすることによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。
【００８２】
第２の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２１）１２ａは、例えば図２２Ａに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合に負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。一方、第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮかつ第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第５スイッチング素子ＳＷ５および第５ダイオードＤ５と、を経由する還流電流を流す。
また、第２の降圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２１）１２ａは、例えば図２２Ｂに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合に負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮにすることによって、順次、第５スイッチング素子ＳＷ５と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。
【００８３】
第１の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１２）１１ｂは、例えば図２２Ｃに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合に負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第２スイッチング素子ＳＷ２と、を経由する還流電流を流して第１リアクトルＬ１を励磁し、第１リアクトルＬ１を通過する第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を増大させる。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第１の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ１２）１１ｂは、例えば図２２Ｄに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合に負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにすることによって、順次、第２スイッチング素子ＳＷ２および第２ダイオードＤ２と、第１リアクトルＬ１と、第１電源ＢＴ１と、を経由する還流電流を流す。
【００８４】
第２の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２２）１２ｂは、例えば図２２Ｃに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合に負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３と、第２リアクトルＬ２と、を経由する還流電流を流して第２リアクトルＬ２を励磁し、第２リアクトルＬ２を通過する第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を増大させる。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第２リアクトルＬ２と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第２の昇圧型直流電力変換回路（ＲＥＧ２２）１２ｂは、例えば図２２Ｄに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合に負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第２リアクトルＬ２と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにすることによって、順次、第２リアクトルＬ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３および第３ダイオードＤ３と、第２電源ＢＴ２と、を経由する還流電流を流す。
【００８５】
接続切替制御部２２は、パルス幅変調（ＰＷＭ）による信号（ＰＷＭ信号）を各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６のゲートに入力することによって、第１および第２の降圧型直流電力変換回路１１ａ，１２ａを互いに独立に駆動可能であり、第１および第２の昇圧型直流電力変換回路１１ｂ，１２ｂを互いに独立に駆動可能である。
接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１の降圧型直流電力変換回路１１ａの第４および第６スイッチング素子ＳＷ４，ＳＷ６の組と、第２の降圧型直流電力変換回路１２ａの第１および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ５の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電源ＢＴ１の第１電圧ＶＢ１および第２電源ＢＴ２の第２電圧ＶＢ２のうちの何れか大きい方と、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）との間の電圧範囲内に制御する。
また、接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１の昇圧型直流電力変換回路１１ｂの第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の昇圧型直流電力変換回路１２ｂの第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御する。
【００８６】
接続切替制御部２２は、第１の降圧型直流電力変換回路１１ａの第４および第６スイッチング素子ＳＷ４，ＳＷ６を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１によって制御する。第１降圧デューティＤｕｔｙ１１は、下記数式（５）に示すように、第４スイッチング素子ＳＷ４のオン時間ｔ（ＳＷ４）と第６スイッチング素子ＳＷ６のオン時間ｔ（ＳＷ６）とにより定義されている。
例えば、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮとする状態は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１＝０％の状態である。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第６スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１によって第１電圧ＶＢ１を降圧して第１の降圧型直流電力変換回路１１ａから出力可能であり、第１の降圧型直流電力変換回路１１ａの出力電圧Ｖ１０ａ（つまり、第２ノードＢと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１降圧デューティＤｕｔｙ１１との積（ＶＢ１×Ｄｕｔｙ１１＝Ｖ１０ａ）として制御する。
【００８７】
【数５】
2014239574.tif 000007
【００８８】
接続切替制御部２２は、第２の降圧型直流電力変換回路１２ａの第１および第５スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ５を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１によって制御する。第２降圧デューティＤｕｔｙ２１は、上記数式（５）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第５スイッチング素子ＳＷ５のオン時間ｔ（ＳＷ５）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮとする状態は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦとする状態は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１によって第２電圧ＶＢ２を降圧して第２の降圧型直流電力変換回路１２ａから出力可能であり、第２の降圧型直流電力変換回路１２ａの出力電圧Ｖ２０ａ（つまり、第１ノードＡと第３ノードＣとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２降圧デューティＤｕｔｙ２１との積（ＶＢ２×Ｄｕｔｙ２１＝Ｖ２０ａ）として制御する。
【００８９】
接続切替制御部２２は、第１の昇圧型直流電力変換回路１１ｂの第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２によって制御する。第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２は、下記数式（６）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第２スイッチング素子ＳＷ２のオン時間ｔ（ＳＷ２）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮとする状態は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２によって第１電圧ＶＢ１を昇圧して第１の昇圧型直流電力変換回路１１ｂから出力可能であり、第１の昇圧型直流電力変換回路１１ｂの出力電圧Ｖ１０ｂ（つまり、第２ノードＢと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２とに応じて制御する。
【００９０】
【数６】
2014239574.tif 000008
【００９１】
接続切替制御部２２は、第２の昇圧型直流電力変換回路１２ｂの第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２によって制御する。第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２は、上記数式（６）に示すように、第３スイッチング素子ＳＷ３のオン時間ｔ（ＳＷ３）と第４スイッチング素子ＳＷ４のオン時間ｔ（ＳＷ４）とにより定義されている。
例えば、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦとする状態は、第２デューティＤｕｔｙ２＝０％の状態である。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮとする状態は、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２によって第２電圧ＶＢ２を昇圧して第２の昇圧型直流電力変換回路１２ｂから出力可能であり、第２の昇圧型直流電力変換回路１２ｂの出力電圧Ｖ２０ｂ（つまり、第１ノードＡと第３ノードＣとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２とに応じて制御する。
【００９２】
なお、上記数式（５）に示すように、適宜の負荷電圧Ｖ０および電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に対して、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１は第１電圧ＶＢ１によって記述され、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１は第２電圧ＶＢ２によって記述される。これに対して、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に基づき、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１は第２電圧ＶＢ２によって記述され、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１は第１電圧ＶＢ１によって記述可能である。しかしながら、接続切替制御部２２は、制御応答の発散を防ぐために、上記数式（５）に示す第１および第２降圧デューティＤｕｔｙ１１，２１を用いてスイッチング動作を制御する。
同様にして、上記数式（６）に示すように、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２は第２電圧ＶＢ２によって記述され、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２は第１電圧ＶＢ１によって記述される。これに対して、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に基づき、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２は第１電圧ＶＢ１によって記述可能であり、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２は第２電圧ＶＢ２によって記述可能である。しかしながら、接続切替制御部２２は、制御応答の発散を防ぐために、上記数式（６）に示す第１および第２昇圧デューティＤｕｔｙ１２，Ｄｕｔｙ２２を用いてスイッチング動作を制御する。  
【００９３】
この第２変形例に係る電源装置１０は上記構成を備えており、次に、この第２変形例に係る電源装置１０の動作、つまり接続切替制御部２２の制御動作について説明する。
接続切替制御部２２は、上述した第２実施形態の第１〜第９制御モードと同様の制御動作を実行可能である。
【００９４】
（第２実施形態の第２変形例の第１〜４制御モード）
接続切替制御部２２は、第１制御モードとして、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１および第２の降圧型直流電力変換回路１１ａ，１２ａを排他的に駆動する。また、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１および第２の昇圧型直流電力変換回路１１ｂ，１２ｂを排他的に駆動する。
また、接続切替制御部２２は、第２〜第４制御モードとして、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１および第２の降圧型直流電力変換回路１１ａ，１２ａを、例えば図２３に示すような同位相または逆位相または同位相から任意にずらした位相（例えば、１８０°ずれた位相など）のスイッチング動作で同時に駆動する。また、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１および第２の昇圧型直流電力変換回路１１ｂ，１２ｂを、例えば図２３に示すような同位相または逆位相または同位相から任意にずらした位相（例えば、１８０°ずれた位相など）のスイッチング動作で同時に駆動する。
【００９５】
（第２実施形態の第２変形例の第５〜８制御モード）
また、接続切替制御部２２は、第１〜第４制御モードにおいて、第５〜第８制御モードとして、第１および第２降圧デューティＤｕｔｙ１１，Ｄｕｔｙ２１または第１および第２昇圧デューティＤｕｔｙ１２，Ｄｕｔｙ２２を調整することによって、負荷電圧Ｖ０と電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）と第１電圧ＶＢ１と第２電圧ＶＢ２とのパラメータのうち何れか１つ以外を任意の値に維持しつつ、何れか１つを任意の目標値に一致させるように制御可能である。
【００９６】
（第２実施形態の第２変形例の第９制御モード）
また、接続切替制御部２２は、第１〜第８制御モードにおいて、負荷１３に加えて他に負荷が接続されている場合、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２が相違する場合、あるいは第１電源ＢＴ１と第２電源ＢＴ２との総容量が異なる場合などにおいて、第９制御モードとして、第１および第２降圧デューティＤｕｔｙ１１，Ｄｕｔｙ２１または第１および第２昇圧デューティＤｕｔｙ１２，Ｄｕｔｙ２２を調整することによって、適宜の部位の電圧を任意の目標値に一致させるように制御可能である。例えば、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）が生じる場合に、この電圧差Ｖｄを小さくするように制御可能である。
【００９７】
上述したように、本発明の第２実施形態の第２変形例による電源装置１０によれば、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１および第２降圧デューティＤｕｔｙ２１を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２のうちの何れか大きい方から、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）までの範囲の任意の電圧に容易に制御可能である。また、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２および第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の任意の電圧に容易に制御可能である。
【００９８】
（第２実施形態の第３変形例）
本発明の第２実施形態の第３変形例に係る電源装置１０は、図２４に示すように、上述した第２実施形態において、さらに、第７および第８ノードＧ，Ｈと、第５〜第８スイッチング素子ＳＷ５〜ＳＷ８を備えている。
この第３変形例に係る電源装置１０は、負荷電圧Ｖ０を、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２のうちの何れか大きい方から、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御可能である。
【００９９】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、第１電源ＢＴ１と、第１のスイッチ群を構成する第１，第２，第５，および第６スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６と、第１リアクトルＬ１と、を備えて構成されている。
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、第２電源ＢＴ２と、第２のスイッチ群を構成する第３，第４，第７，および第８スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ７，ＳＷ８と、第２１リアクトルＬ２と、を備えて構成されている。
【０１００】
第７ノードＧは第２ノードＢと第２のリアクトルＬ２との間に設けられ、第８ノードＨは第３ノードＣと第１のリアクトルＬ１との間に設けられている。
第５スイッチング素子ＳＷ５のコレクタは第３ノードＣに接続され、エミッタは第８ノードＨに接続されている。第６スイッチング素子ＳＷ６のコレクタは第８ノードＨに接続され、エミッタは第４ノードＤに接続されている。第７スイッチング素子ＳＷ７のコレクタは第１ノードＡに接続され、エミッタは第７ノードＧに接続されている。第８スイッチング素子ＳＷ８のコレクタは第７ノードＧに接続され、エミッタは第２ノードＢに接続されている。第５〜第８スイッチング素子ＳＷ５〜ＳＷ８のエミッタ−コレクタ間には、エミッタからコレクタに向けて順方向になるようにして第５〜第８ダイオードＤ５〜Ｄ８が接続されている。
【０１０１】
第１および第２の直流電力変換回路１１，１２は、制御装置１５から出力されて各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ８のゲートに入力されるパルス幅変調（ＰＷＭ）された信号（ＰＷＭ信号）によって互いに独立に駆動可能に制御される。
より詳細には、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１の直流電力変換回路１１の第５および第６スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６の組と、第２の直流電力変換回路１２の第７および第８スイッチング素子ＳＷ７，ＳＷ８の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。
また、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御される。
これらのスイッチング動作では、各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ８が交互に閉接（ＯＮ）および開放（ＯＦＦ）に切り替えられる。
【０１０２】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、例えば図２５Ａ，Ｂに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１および第４スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４をＯＮかつ第２および第３スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３をＯＦＦにする。
【０１０３】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、図２５Ａに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第５スイッチング素子ＳＷ５と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１および第１ダイオードＤ１と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。一方、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦにすることによって、順次、第６スイッチング素子ＳＷ６および第６ダイオードＤ６と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１および第１ダイオードＤ１と、第２電源ＢＴ２と、を経由する還流電流を流す。
また、第１の直流電力変換回路１１は、図２５Ｂに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第６スイッチング素子ＳＷ６と、を経由する電流を流す。一方、第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＦＦかつ第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮにすることによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第５スイッチング素子ＳＷ５と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。
【０１０４】
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、図２５Ａに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第７スイッチング素子ＳＷ７をＯＦＦかつ第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第４スイッチング素子ＳＷ４および第４ダイオードＤ４と、第２リアクトルＬ２と、第８スイッチング素子ＳＷ８と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。一方、第７スイッチング素子ＳＷ７をＯＮかつ第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第４スイッチング素子ＳＷ４および第４ダイオードＤ４と、第２リアクトルＬ２と、第７スイッチング素子ＳＷ７および第７ダイオードＤ７と、を経由する還流電流を流す。
また、第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、図２５Ｂに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＮかつ第７スイッチング素子ＳＷ７をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第８スイッチング素子ＳＷ８および第８ダイオードＤ８と、第２リアクトルＬ２と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＦＦかつ第７スイッチング素子ＳＷ７をＯＮにすることによって、順次、第７スイッチング素子ＳＷ７と、第２リアクトルＬ２と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。
【０１０５】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、例えば図２５Ｃ，Ｄに示すように、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第５および第８スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ８をＯＮかつ第６および第７スイッチング素子ＳＷ６，ＳＷ７をＯＦＦにする。
【０１０６】
第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、図２５Ｃに示すように、負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにする。これによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第５スイッチング素子ＳＷ５と、第１リアクトルＬ１と、第２スイッチング素子ＳＷ２と、を経由する還流電流を流して第１リアクトルＬ１を励磁し、第１リアクトルＬ１を通過する第１リアクトル電流Ｉ（Ｌ１）を増大させる。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第５スイッチング素子ＳＷ５と、第１リアクトルＬ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１および第１ダイオードＤ１と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第１の直流電力変換回路（ＲＥＧ１）１１は、図２５Ｄに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第１スイッチング素子ＳＷ１と、第１リアクトルＬ１と、第５スイッチング素子ＳＷ５および第５ダイオードＤ５と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮにすることによって、順次、第２スイッチング素子ＳＷ２および第２ダイオードＤ２と、第１リアクトルＬ１と、第５スイッチング素子ＳＷ５および第５ダイオードＤ５と、第１電源ＢＴ１と、を経由する還流電流を流す。
【０１０７】
第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えば図２５Ｃに示すように負荷１３に直流電力を供給する力行時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３と、第２リアクトルＬ２と、第８スイッチング素子ＳＷ８と、を経由する還流電流を流して第２リアクトルＬ２を励磁し、第２リアクトルＬ２を通過する第２リアクトル電流Ｉ（Ｌ２）を増大させる。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにすることによって、順次、第１電源ＢＴ１と、第４スイッチング素子ＳＷ４および第４ダイオードＤ４と、第２リアクトルＬ２と、第８スイッチング素子ＳＷ８と、第２電源ＢＴ２と、を経由して負荷１３に電流を流す。
また、第２の直流電力変換回路（ＲＥＧ２）１２は、例えば図２５Ｄに示すように、負荷１３から直流電力が供給される回生時に、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦにする。これによって、順次、第２電源ＢＴ２と、第８スイッチング素子ＳＷ８および第８ダイオードＤ８と、第２リアクトルＬ２と、第４スイッチング素子ＳＷ４と、第１電源ＢＴ１と、を経由する電流を流す。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮにすることによって、順次、第２リアクトルＬ２と、第３スイッチング素子ＳＷ３および第３ダイオードＤ３と、第２電源ＢＴ２と、第８スイッチング素子ＳＷ８および第８ダイオードＤ８と、を経由する還流電流を流す。
【０１０８】
接続切替制御部２２は、パルス幅変調（ＰＷＭ）による信号（ＰＷＭ信号）を各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ８のゲートに入力することによって、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を互いに独立に駆動可能である。
接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合には、第１の直流電力変換回路１１の第５および第６スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６の組と、第２の直流電力変換回路１２の第７および第８スイッチング素子ＳＷ７，ＳＷ８の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電源ＢＴ１の第１電圧ＶＢ１および第２電源ＢＴ２の第２電圧ＶＢ２のうちの何れか大きい方と、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）との間の電圧範囲内に制御する。
また、接続切替制御部２２は、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合には、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の組と、第２の直流電力変換回路１２の第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の組とのうち、少なくとも何れか１つの組がスイッチング動作を行なうように制御する。これによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の電圧に制御する。
【０１０９】
接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第５および第６スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１によって制御する。第１降圧デューティＤｕｔｙ１１は、下記数式（７）に示すように、第５スイッチング素子ＳＷ５のオン時間ｔ（ＳＷ５）と第６スイッチング素子ＳＷ６のオン時間ｔ（ＳＷ６）とにより定義されている。
例えば、第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＦＦかつ第６スイッチング素子ＳＷ６をＯＮとする状態は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１＝０％の状態である。一方、第５スイッチング素子ＳＷ５をＯＮかつ第６スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１によって第１電圧ＶＢ１を降圧して第１の直流電力変換回路１１から出力可能であり、第１の直流電力変換回路１１の出力電圧Ｖ１０ａ（つまり、第２ノードＢと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１降圧デューティＤｕｔｙ１１との積（ＶＢ１×Ｄｕｔｙ１１＝Ｖ１０ａ）として制御する。
【０１１０】
【数７】
2014239574.tif 000009
【０１１１】
接続切替制御部２２は、第２の直流電力変換回路１２の第７および第８スイッチング素子ＳＷ７，ＳＷ８を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１によって制御する。第２降圧デューティＤｕｔｙ２１は、上記数式（７）に示すように、第８スイッチング素子ＳＷ８のオン時間ｔ（ＳＷ８）と第７スイッチング素子ＳＷ７のオン時間ｔ（ＳＷ７）とにより定義されている。
例えば、第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＦＦかつ第７スイッチング素子ＳＷ７をＯＮとする状態は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１＝０％の状態である。一方、第８スイッチング素子ＳＷ８をＯＮかつ第７スイッチング素子ＳＷ７をＯＦＦとする状態は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１によって第２電圧ＶＢ２を降圧して第２の直流電力変換回路１２から出力可能であり、第２の直流電力変換回路１２の出力電圧Ｖ２０ａ（つまり、第１ノードＡと第３ノードＣとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２降圧デューティＤｕｔｙ２１との積（ＶＢ２×Ｄｕｔｙ２１＝Ｖ２０ａ）として制御する。
【０１１２】
接続切替制御部２２は、第１の直流電力変換回路１１の第１および第２スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２によって制御する。第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２は、下記数式（８）に示すように、第１スイッチング素子ＳＷ１のオン時間ｔ（ＳＷ１）と第２スイッチング素子ＳＷ２のオン時間ｔ（ＳＷ２）とにより定義されている。
例えば、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＮかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＦＦとする状態は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２＝０％の状態である。一方、第１スイッチング素子ＳＷ１をＯＦＦかつ第２スイッチング素子ＳＷ２をＯＮとする状態は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２によって第１電圧ＶＢ１を昇圧して第１の直流電力変換回路１１から出力可能であり、第１の直流電力変換回路１１の出力電圧Ｖ１０ｂ（つまり、第２ノードＢと第４ノードＤとの間の電圧）を、第１電圧ＶＢ１と第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２とに応じて制御する。
【０１１３】
【数８】
2014239574.tif 000010
【０１１４】
接続切替制御部２２は、第２の直流電力変換回路１２の第３および第４スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を反転して交互に閉接および開放（ＯＮ／ＯＦＦ）に切り替えるスイッチング動作を、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２によって制御する。第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２は、上記数式（８）に示すように、第３スイッチング素子ＳＷ３のオン時間ｔ（ＳＷ３）と第４スイッチング素子ＳＷ４のオン時間ｔ（ＳＷ４）とにより定義されている。
例えば、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＮかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＦＦとする状態は、第２デューティＤｕｔｙ２＝０％の状態である。一方、第４スイッチング素子ＳＷ４をＯＦＦかつ第３スイッチング素子ＳＷ３をＯＮとする状態は、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２＝１００％の状態である。
接続切替制御部２２は、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２によって第２電圧ＶＢ２を昇圧して第２の直流電力変換回路１２から出力可能であり、第２の直流電力変換回路１２ｂの出力電圧Ｖ２０ｂ（つまり、第１ノードＡと第３ノードＣとの間の電圧）を、第２電圧ＶＢ２と第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２とに応じて制御する。
【０１１５】
なお、上記数式（７）に示すように、適宜の負荷電圧Ｖ０および電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に対して、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１は第１電圧ＶＢ１によって記述され、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１は第２電圧ＶＢ２によって記述される。これに対して、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に基づき、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１は第２電圧ＶＢ２によって記述され、第２降圧デューティＤｕｔｙ２１は第１電圧ＶＢ１によって記述可能である。しかしながら、接続切替制御部２２は、制御応答の発散を防ぐために、上記数式（７）に示す第１および第２降圧デューティＤｕｔｙ１１，２１を用いてスイッチング動作を制御する。
同様にして、上記数式（８）に示すように、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２は第２電圧ＶＢ２によって記述され、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２は第１電圧ＶＢ１によって記述される。これに対して、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）に基づき、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２は第１電圧ＶＢ１によって記述可能であり、第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２は第２電圧ＶＢ２によって記述可能である。しかしながら、接続切替制御部２２は、制御応答の発散を防ぐために、上記数式（８）に示す第１および第２昇圧デューティＤｕｔｙ１２，Ｄｕｔｙ２２を用いてスイッチング動作を制御する。  
【０１１６】
この第３変形例に係る電源装置１０は上記構成を備えており、次に、この第３変形例に係る電源装置１０の動作、つまり接続切替制御部２２の制御動作について説明する。
接続切替制御部２２は、上述した第２実施形態の第１〜第９制御モードと同様の制御動作を実行可能である。
【０１１７】
（第２実施形態の第３変形例の第１〜４制御モード）
接続切替制御部２２は、第１制御モードとして、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合と、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合とのそれぞれにおいて、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を排他的に駆動する。
また、接続切替制御部２２は、第２〜第４制御モードとして、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）未満の場合と、負荷電圧Ｖ０が第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）よりも大きい場合とにおいて、第１および第２の直流電力変換回路１１，１２を、例えば図２６に示すような同位相または逆位相または同位相から任意にずらした位相（例えば、１８０°ずれた位相など）のスイッチング動作で同時に駆動する。
【０１１８】
（第２実施形態の第２変形例の第５〜８制御モード）
また、接続切替制御部２２は、第１〜第４制御モードにおいて、第５〜第８制御モードとして、第１および第２降圧デューティＤｕｔｙ１１，Ｄｕｔｙ２１または第１および第２昇圧デューティＤｕｔｙ１２，Ｄｕｔｙ２２を調整することによって、負荷電圧Ｖ０と電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）と第１電圧ＶＢ１と第２電圧ＶＢ２とのパラメータのうち何れか１つ以外を任意の値に維持しつつ、何れか１つを任意の目標値に一致させるように制御可能である。
【０１１９】
（第２実施形態の第３変形例の第９制御モード）
また、接続切替制御部２２は、第１〜第８制御モードにおいて、負荷１３に加えて他に負荷が接続されている場合、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２が相違する場合、あるいは第１電源ＢＴ１と第２電源ＢＴ２との総容量が異なる場合などにおいて、第１０制御モードとして、第１および第２降圧デューティＤｕｔｙ１１，Ｄｕｔｙ２１または第１および第２昇圧デューティＤｕｔｙ１２，Ｄｕｔｙ２２を調整することによって、適宜の部位の電圧を任意の目標値に一致させるように制御可能である。例えば、電圧差Ｖｄ（＝ＶＢ２−ＶＢ１）が生じる場合に、この電圧差Ｖｄを小さくするように制御可能である。
【０１２０】
上述したように、本発明の第２実施形態の第３変形例による電源装置１０によれば、第１降圧デューティＤｕｔｙ１１および第２降圧デューティＤｕｔｙ２１を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１および第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２のうちの何れか大きい方から、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）までの範囲の任意の電圧に容易に制御可能である。また、第１昇圧デューティＤｕｔｙ１２および第２昇圧デューティＤｕｔｙ２２を制御することによって、負荷電圧Ｖ０を、第１電圧ＶＢ１および第２電圧ＶＢ２の和（＝ＶＢ１＋ＶＢ２）以上の任意の電圧に容易に制御可能である。
【０１２１】
なお、上述した第２実施形態と、第２実施形態の第１〜第３変形例とにおいては、車両に搭載された電源装置１０において、車載電装品などの低電圧負荷に第１電源ＢＴ１を接続し、インバータなどの高電圧負荷に第２電源ＢＴ２を接続することによって、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２を直列接続して高電圧負荷を駆動することができる。これによって、第２電源ＢＴ２の最大出力を低減することができる。さらに、第１および第２電源ＢＴ１，ＢＴ２の充放電量を任意に均衡させることができる。
【０１２２】
なお、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、上述した実施形態の構成はほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  電源装置
１１  第１の直流電力変換回路（電圧制御手段、第１の昇圧回路）
１１ａ  第１の降圧型直流電力変換回路（電圧制御手段）
１１ｂ  第１の昇圧型直流電力変換回路（電圧制御手段、第１の昇圧回路）
１２  第２の直流電力変換回路（電圧制御手段、第２の昇圧回路）
１２ａ  第２の降圧型直流電力変換回路（電圧制御手段）
１２ｂ  第２の昇圧型直流電力変換回路（電圧制御手段、第２の昇圧回路）
１３  負荷
１５  制御装置（電圧制御手段）
【図１】
2014239574.tif 000011
【図２Ａ】
2014239574.tif 000012
【図２Ｂ】
2014239574.tif 000013
【図３】
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【図４Ａ】
2014239574.tif 000015
【図４Ｂ】
2014239574.tif 000016
【図４Ｃ】
2014239574.tif 000017
【図４Ｄ】
2014239574.tif 000018
【図５Ａ】
2014239574.tif 000019
【図５Ｂ】
2014239574.tif 000020
【図５Ｃ】
2014239574.tif 000021
【図６Ａ】
2014239574.tif 000022
【図６Ｂ】
2014239574.tif 000023
【図６Ｃ】
2014239574.tif 000024
【図７】
2014239574.tif 000025
【図８Ａ】
2014239574.tif 000026
【図８Ｂ】
2014239574.tif 000027
【図８Ｃ】
2014239574.tif 000028
【図８Ｄ】
2014239574.tif 000029
【図９Ａ】
2014239574.tif 000030
【図９Ｂ】
2014239574.tif 000031
【図９Ｃ】
2014239574.tif 000032
【図９Ｄ】
2014239574.tif 000033
【図１０】
2014239574.tif 000034
【図１１Ａ】
2014239574.tif 000035
【図１１Ｂ】
2014239574.tif 000036
【図１２Ａ】
2014239574.tif 000037
【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
2014239574.tif 000039
【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
2014239574.tif 000041
【図１４】
2014239574.tif 000042
【図１５】
2014239574.tif 000043
【図１６Ａ】
2014239574.tif 000044
【図１６Ｂ】
2014239574.tif 000045
【図１７】
2014239574.tif 000046
【図１８】
2014239574.tif 000047
【図１９Ａ】
2014239574.tif 000048
【図１９Ｂ】
2014239574.tif 000049
【図２０】
2014239574.tif 000050
【図２１】
2014239574.tif 000051
【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
2014239574.tif 000053
【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２６】
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