(57)【要約】【課題】電源と二次電池を搭載した移動体との間において双方向に変圧を行うものでありながら、電力システムの効率低下を抑えることが可能となる電力変換回路を提供する。【解決手段】電源に接続される第１端と、二次電池を搭載した移動体に接続される第２端を有し、第１端と第２端の間において双方向に変圧を行う電力変換回路であって、チョッピング動作によって変圧を行うチョッパ回路、および、所定の変圧比を有するトランスが、第１端と第２端の間において直列に設けられ、第１端から第２端への変圧の際には前記チョッピング動作を行わず、前記トランスを用いた変圧を行い、第２端から第１端への変圧の際には前記チョッピング動作を行い、前記トランスおよび前記チョッパ回路を用いた変圧を行う電力変換回路とする。【選択図】図３
2014057387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に接続される第１端と、二次電池を搭載した移動体に接続される第２端を有し、第１端と第２端の間において双方向に変圧を行う電力変換回路であって、
チョッピング動作によって変圧を行うチョッパ回路、および、所定の変圧比を有するトランスが、第１端と第２端の間において直列に設けられ、
第１端から第２端への変圧の際には前記チョッピング動作を行わず、前記トランスを用いた変圧を行い、
第２端から第１端への変圧の際には前記チョッピング動作を行い、前記トランスおよび前記チョッパ回路を用いた変圧を行うことを特徴とする電力変換回路。
【請求項２】
前記チョッパ回路、および、前記トランスを含む双方向変圧回路が、第１端と第２端の間において直列に設けられており、
前記双方向変圧回路は、
一端に入力される直流電圧を交流に変換し、該変換された電圧を前記トランスを用いて変圧し、該変圧された電圧を直流電圧に変換して他端から出力する動作を、双方向に行うことを特徴とする請求項１に記載の電力変換回路。
【請求項３】
前記チョッパ回路は、
前記チョッピング動作によって第２端から第１端へ向かう方向の昇圧を行う、昇圧型のチョッパ回路であることを特徴とする請求項２に記載の電力変換回路。
【請求項４】
前記トランスの変圧比は、
前記電源の電圧値と前記二次電池の充電に許容される電圧値との差に基づいて、設定されていることを特徴とする請求項３に記載の電力変換回路。
【請求項５】
前記チョッパ回路および前記双方向変圧回路の動作を制御する制御回路を有し、
前記制御回路の駆動電力が、前記二次電池から供給されることを特徴とする請求項２から請求項４の何れかに記載の電力変換回路。
【請求項６】
前記移動体は、
前記二次電池に蓄えられた電力を用いて駆動する電気自動車であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電力変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双方向に変圧を行う電力変換回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、二次電池を搭載した移動体が各種開発されており、ＥＶ［Electric Vehicle：電気自動車］はその代表的なものである。ＥＶは各種の利点を有しており、様々な事業者や家庭に広く普及することが予想される。
【０００３】
各家庭におけるＥＶの充電には、一般的に、家庭用負荷にも電力を供給する電源（電力系統等）が用いられる。この場合、充電の際には、電源からＥＶに向けて電力が伝送されることになる。なおこのとき、二次電池の充電電圧を適正化するために変圧が行われる。
【０００４】
また例えば震災等の非常時における家庭用負荷の外部電源として、ＥＶの二次電池を活用することが提案されている。ＥＶの二次電池がこのように外部電源として利用される場合、二次電池の放電電力が家庭用負荷に向けて伝送されることになる。なおこのとき、家庭用負荷への供給電圧を適正化するために変圧が行われる。
【０００５】
図６は、上述した形態の充電および放電を可能とした電力システムの構成例である。本図に示すように当該電力システムには、二次電池の充放電が行われるようにする充放電器１０１が設けられる。充放電器１０１は、一端に、ＤＣ／ＡＣ変換器１０４を介して電力系統Ｅおよび家庭用負荷ＬＤが接続され、他端に、二次電池を搭載したＥＶ１０６が接続される。
【０００６】
また充放電器１０１には、双方向に変圧を行う電力変換回路が設けられる。電力変換回路は、二次電池の充電時には、充電電圧を適正化するための変圧動作を行い、二次電池の放電時には、家庭用負荷ＬＤへの供給電圧を適正化するための変圧動作を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２０００１２号公報
【特許文献２】特開２００９−１７７９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＥＶ等の移動体の用途は基本的には移動手段であるため、これに搭載される二次電池は、主に移動体の駆動電源として利用される。このような事情から、移動体の二次電池における充電の頻度と放電の頻度を比べると、充電の頻度の方が圧倒的に高いと見込まれる。そのため上述した例の充放電器（電力変換回路）については、二次電池の放電時よりも充電時に効率が良くなっている方が、電力システムを効率的に活用することが出来る。
【０００９】
なお上述した電力変換回路の構成例としては、トランスを用いて双方向に変圧を行う回路、および、双方向に変圧を行うチョッパ回路を組み合わせ、変圧を行う回路を２段に設けた構成が考えられる。このような２段の回路構成によれば、チョッパ回路が設けられているため、巻線数の比によって変圧比が決まるトランスだけでは昇圧或いは降圧できない電圧にも、対応可能である。またトランスを用いることにより、ＥＶ側と家庭の電力系統側を絶縁し、安全性の確保が可能である。
【００１０】
しかし２段の回路構成によれば、１段の回路構成に比べて電力効率が低下する。例えばトランス用いて双方向に変圧を行う回路を有した１段の回路構成に比べ、上述した２段の回路構成によれば、チョッパ回路の変圧動作（チョッピング動作）が行われる分、電力効率が低下する。そのため、２段の回路構成の充放電器を用いる場合には、電力システムの効率低下が問題となる。
【００１１】
本発明は上述した問題に鑑み、電源と二次電池を搭載した移動体との間において双方向に変圧を行うものでありながら、電力システムの効率低下を抑えることが可能となる電力変換回路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る電力変換回路は、電源に接続される第１端と、二次電池を搭載した移動体に接続される第２端を有し、第１端と第２端の間において双方向に変圧を行う電力変換回路であって、チョッピング動作によって変圧を行うチョッパ回路、および、所定の変圧比を有するトランスが、第１端と第２端の間において直列に設けられ、第１端から第２端への変圧の際には前記チョッピング動作を行わず、前記トランスを用いた変圧を行い、第２端から第１端への変圧の際には前記チョッピング動作を行い、前記トランスおよび前記チョッパ回路を用いた変圧を行う構成とする。
【００１３】
本構成によれば、電源と二次電池を搭載した移動体との間において双方向に変圧を行うものでありながら、電力システムの効率低下を抑えることが可能となる。なお電源と第１端との接続の具体的形態は特に限られず、例えば直接的な接続と間接的な接続の何れであっても構わない。また二次電池を搭載した移動体と第２端との接続の具体的形態は特に限られず、例えば直接的な接続と間接的な接続の何れであっても構わない。
【００１４】
また上記構成としてより具体的には、前記チョッパ回路、および、前記トランスを含む双方向変圧回路が、第１端と第２端の間において直列に設けられており、前記双方向変圧回路は、一端に入力される直流電圧を交流に変換し、該変換された電圧を前記トランスを用いて変圧し、該変圧された電圧を直流電圧に変換して他端から出力する動作を、双方向に行う構成としてもよい。
【００１５】
また上記構成としてより具体的には、前記チョッパ回路は、前記チョッピング動作によって第２端から第１端へ向かう方向の昇圧を行う、昇圧型のチョッパ回路である構成としてもよい。
【００１６】
また上記構成としてより具体的には、前記トランスの変圧比は、前記電源の電圧値と前記二次電池の充電に許容される電圧値との差に基づいて、設定されている構成としてもよい。
【００１７】
また上記構成としてより具体的には、前記チョッパ回路および前記双方向変圧回路の動作を制御する制御回路を有し、前記制御回路の駆動電力が、前記二次電池から供給される構成としてもよい。
【００１８】
また上記構成としてより具体的には、前記移動体は、前記二次電池に蓄えられた電力を用いて駆動する電気自動車である構成としてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る電力変換回路によれば、電源と二次電池を搭載した移動体との間において双方向に変圧を行うものでありながら、電力システムの効率低下を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る電力システムの構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る充放電器およびその周辺の構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る２段式変圧回路の構成図である。
【図４】充電時における電力変換回路の動作形態に関する説明図である。
【図５】放電時における電力変換回路の動作形態に関する説明図である。
【図６】従来例に係る電力システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［電力システムの構成］
本発明の実施形態に係る電力システムについて、以下に説明する。図１は、当該電力システム９の構成図である。本図に示すように電力システム９は、充放電器１、ＰＶ−ＤＣ／ＤＣ変換器２、ＢＡＴ−ＤＣ／ＤＣ変換器３、ＤＣ／ＡＣ変換器４、充電ポート５、ＥＶ６、太陽電池ＰＶ、蓄電池ＢＡＴ、電力系統Ｅ、および負荷ＬＤを含んでいる。
【００２２】
充放電器１は、双方向に変圧を行う機能を有しており、ＥＶ６に搭載された二次電池の充放電が適切に行われるようにする。充放電器１のより詳細な構成については、改めて説明する。充放電器１の一端は、直流電力の伝送に用いられる直流ラインＬｎに接続されており、充放電器１の他端は、充電ポート５に接続されている。
【００２３】
ＰＶ−ＤＣ／ＤＣ変換器２は、一端が太陽電池ＰＶに接続され、他端が直流ラインＬｎに接続されており、太陽電池ＰＶの発電により得られた直流電力を変圧する役割を果たす。ＰＶ−ＤＣ／ＤＣ変換器２によって変圧された直流電力は、直流ラインＬｎに送出される。
【００２４】
ＢＡＴ−ＤＣ／ＤＣ変換器３は、一端が蓄電池ＢＡＴに接続され、他端が直流ラインＬｎに接続されており、蓄電池ＢＡＴの充電電力および放電電力を変圧する役割を果たす。すなわちＢＡＴ−ＤＣ／ＤＣ変換器３は、蓄電池ＢＡＴの充電時には、直流ラインＬｎから受取る直流電力を変圧して蓄電池ＢＡＴに送出する。またＢＡＴ−ＤＣ／ＤＣ変換器３は、蓄電池ＢＡＴの放電時には、蓄電池ＢＡＴから受取る直流電力を変圧して、直流ラインＬｎに送出する。
【００２５】
ＤＣ／ＡＣ変換器４は、一端が直流ラインＬｎに接続され、他端が電力系統Ｅおよび負荷ＬＤに接続されている。ＤＣ／ＡＣ変換器４は、直流ラインＬｎから受取る直流電力を交流に変換して負荷ＬＤ等へ送出する役割、および、電力系統Ｅから受取る交流電力を直流に変換して直流ラインＬｎへ送出する役割を果たす。
【００２６】
なお、負荷ＬＤは例えば家庭用負荷（家電製品など）であり、電力系統Ｅは負荷ＬＤへの電力供給を行う。また電力系統Ｅは、ＥＶ６の二次電池に充電電力を供給する電源としても利用される。
【００２７】
充電ポート５は、ＥＶ６に着脱自在となっており、充放電器１とＥＶ６の間におけるインターフェースとしての役割を果たす。ＥＶ６は、例えば１２Ｖの二次電池を搭載した移動体であり、この二次電池に蓄えられている電力を用いて駆動する。ＥＶ６が充電ポート５に接続されると、ＥＶ６の二次電池が充放電器１へ繋がるようになっている。
【００２８】
［充放電器の構成］
次に、充放電器１の構成についてより詳細に説明する。図２は、充放電器１およびその周辺の構成図である。
【００２９】
本図に示すように充放電器１は、ＥＭＩフィルタ回路１１、フィルタ回路１２、２段式変圧回路１３、ＥＭＩフィルタ回路１４、漏電遮断器１５、地絡検出回路１６、制御回路１７、シーケンス回路１８、および補助電源部１９等を備えている。
【００３０】
なお充放電器１の一端（直流ラインＬｎに繋がる側）は、ＥＭＩフィルタ回路１１およびフィルタ回路１２を順に介して、２段式変圧回路１３の一端である第１端子Ｔ１に接続されている。また２段式変圧回路１３の他端である第２端子Ｔ２は、ＥＭＩフィルタ回路１４および漏電遮断器１５を順に介して、充放電器１の他端（充電ポート５に繋がる側）に接続されている。
【００３１】
各ＥＭＩフィルタ回路（１１、１４）は、充放電器１において伝送される電力が周囲に与えるノイズ（電磁妨害）を、除去するフィルタである。またフィルタ回路１２は、電解コンデンサおよびインダクタを有しており、充放電器１において伝送される電力に含まれるノイズを、除去するフィルタである。
【００３２】
漏電遮断器１５［ＥＬＣＢ（Earth Leakage Circuit Breaker）］は、漏電が生じたときに両端間を自動的に遮断し、安全性を確保する役割を果たす。地絡検出回路１６は、ＥＭＩフィルタ回路１４と漏電遮断器１５の間における地絡を検出する。
【００３３】
２段式変圧回路１３は、後述するように２段の変圧用回路を有する構成となっており、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間において双方向に変圧（電力変換）の動作を行うことが可能となっている。２段式変圧回路１３の変圧の動作は、制御回路１７から与えられる制御信号によって制御される。
【００３４】
すなわち２段式変圧回路１３は、制御回路１７とともに電力変換回路ＥＣを形成している。電力変換回路ＥＣは、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間において双方向に変圧を行う。なお２段式変圧回路１３のより具体的な構成については、改めて説明する。
【００３５】
制御回路１７は、充放電器１の各種動作を制御する。制御回路１７は、充電ポート５との通信や、ＥＶ６とのＣＡＮ［Controller Area Network］通信を行う機能を有している。また制御回路１７は、不図示のユーザインターフェース（リモートコントローラ等）の操作を認識し、ユーザの指示を受付ける機能をも有している。
【００３６】
制御回路１７はこれらの機能により、ＥＶ６の充電ポート５への接続状態や、ＥＶ６の二次電池の充電または放電を行うタイミング等を判断することが可能である。制御回路１７は、例えば、当該二次電池の充電が可能な状況下において、充電の指示が与えられたときに、当該二次電池の充電が行われるようにする。また制御回路１７は、例えば、当該二次電池の放電が可能な状況下において、放電の指示が与えられたときに、当該二次電池の放電が行われるようにする。
【００３７】
また制御回路１７は、２段式変圧回路１３の両端それぞれの電流値および電圧値を検出し、ＥＶ６の二次電池の充放電が適切に行われるように、２段式変圧回路１３を制御する。またシーケンス回路１８は、充放電器１とＥＶ６の間におけるCHAdeMO（登録商標）方式の充電シーケンスに関する処理を行う。
【００３８】
補助電源部１９は、制御回路１７に駆動電力を供給する役割を果たす。補助電源部１９は、ＥＭＩフィルタ回路１１とフィルタ回路１２の間に接続されており、通常時にはここから送られる電力を、駆動電力として制御回路１７に供給する。なお補助電源部１９はＵＰＳとしての機能を有しており、停電時等の非常時においても、制御回路１７への駆動電力の供給を継続させることが可能である。
【００３９】
また補助電源部１９は、充電ポート５を介してＥＶ６の二次電池へ繋がり、この二次電池から送られる電力を、駆動電力として制御回路１７へ供給するようになっていても良い。この場合、制御回路１７の駆動電力は、ＥＶ６の二次電池から供給されることになる。
【００４０】
充放電器１は、ＥＶ６の二次電池の充電時には、直流ラインＬｎから入力された直流電力を、２段式変圧回路１３等を含む経路を通して、充電ポート５に出力する。この出力された電力は、ＥＶ６の二次電池の充電に用いられる。
【００４１】
また充放電器１は、ＥＶ６の二次電池の放電時には、充電ポート５から入力された直流電力（二次電池の放電電力）を、２段式変圧回路１３等を含む経路を通して、直流ラインＬｎに出力する。この出力された電力は、負荷ＬＤ等へ送られることになる。
【００４２】
［２段式変圧回路の構成］
次に、２段式変圧回路１３の構成についてより詳細に説明する。図３は、２段式変圧回路１３の構成図である。
【００４３】
本図に示すように２段式変圧回路１３は、チョッパ回路１３１、および双方向変圧回路１３２を有している。より具体的には、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間において、チョッパ回路１３１と双方向変圧回路１３２が直列に設けられている。
【００４４】
すなわち２段式変圧回路１３は、チョッパ回路１３１と双方向変圧回路１３２による２段の回路構成となっている。なお２段式変圧回路１３には、フィルタ回路１２に接続された第１端子Ｔ１およびＥＭＩフィルタ回路１４に接続された第２端子Ｔ２の他、接地点に接続される各端子（Ｔ３、Ｔ４）も設けられている。
【００４５】
チョッパ回路１３１は、第１スイッチ素子Ｑ１、第２スイッチ素子Ｑ２、第１ダイオードＤ１、第２ダイオードＤ２、コイルＬ、および第１コンデンサＣ１を有している。
【００４６】
なお２段式変圧回路１３に用いられるスイッチ素子の種類は、一例としてＩＧＢＴ［Insulated Gate Bipolar Transistor］であるとするが、両端間のオン／オフ（導通／遮断）が切替可能である他の種類であっても構わない。またダイオードの具体的形態は特に限定されず、例えばスイッチ素子における内蔵ダイオード等であっても構わない。
【００４７】
チョッパ回路１３１は、第１端子Ｔ１側から入力される電圧をチョッピング動作により昇圧させて双方向変圧回路１３２側へ出力する、昇圧型のチョッパ回路となっている。チョッパ回路１３１のチョッピング動作は、第１および第２スイッチ素子（Ｑ１、Ｑ２）のスイッチング動作（オン／オフ切替の繰返し）によって実現される。
【００４８】
双方向変圧回路１３２は、第３〜第１０スイッチ素子（Ｑ３〜Ｑ１０）、第３〜第１０ダイオード（Ｄ３〜Ｄ１０）、第２コンデンサＣ２、第３コンデンサＣ３、およびトランスＴｒを有している。トランスＴｒは、互いに絶縁された第１コイルＴｒ１と第２コイルＴｒ２を有し、これらのコイル間では電磁誘導によって電力伝送がなされる。またトランスＴｒの変圧比は、その巻線数の比（第１コイルＴｒ１の巻線数と第２コイルＴｒ２の巻線数の比）によって定まっている。
【００４９】
第１コンデンサＣ１は、一端が第１端子Ｔ１に接続され、他端が端子Ｔ３に接続されている。第１スイッチ素子Ｑ１は、コレクタが第１端子Ｔ１に接続されており、エミッタがコイルＬの一端および第２スイッチ素子Ｑ２のコレクタに接続されている。コイルＬの他端は、第２コンデンサＣ２の一端、第３スイッチ素子Ｑ３のコレクタ、および第５スイッチ素子Ｑ５のコレクタに接続されている。
【００５０】
第２コンデンサＣ２の他端、第２スイッチ素子Ｑ２のエミッタ、第４スイッチ素子Ｑ４のエミッタ、および第６スイッチ素子Ｑ６のエミッタは、端子Ｔ３に接続されている。第３スイッチ素子Ｑ３のエミッタは、第４スイッチ素子Ｑ４のコレクタおよび第１コイルＴｒ１の一端に接続されている。第５スイッチ素子Ｑ５のエミッタは、第６スイッチ素子Ｑ６のコレクタおよび第１コイルＴｒ１の他端に接続されている。
【００５１】
第７スイッチ素子Ｑ７のコレクタ、第９スイッチ素子Ｑ９のコレクタ、および第３コンデンサＣ３の一端は、第２端子Ｔ２に接続されている。第８スイッチ素子Ｑ８のエミッタ、第１０スイッチ素子Ｑ１０のエミッタ、および第３コンデンサＣ３の他端は、端子Ｔ４に接続されている。第７スイッチ素子Ｑ７のエミッタは、第８スイッチ素子Ｑ８のコレクタおよび第２コイルＴｒ２の一端に接続されている。第９スイッチ素子Ｑ９のエミッタは、第１０スイッチ素子Ｑ１０のコレクタおよび第２コイルＴｒ２の他端に接続されている。
【００５２】
また第ｎダイオード（ｎは１〜１０）は、第ｎスイッチ素子に対応している。各ダイオード（Ｄ１〜Ｄ１０）は、アノードが、対応するスイッチ素子のエミッタに接続され、カソードが、対応するスイッチ素子のコレクタに接続されている。また第ｎスイッチ素子のゲートには、制御回路１７から制御信号Ｓｎが入力される。これにより２段式変圧回路１３の動作（チョッパ回路１３１および双方向変圧回路１３２の動作）は、制御回路１７によって制御される。
【００５３】
［電力変換回路の動作形態］
制御回路１７は、ＥＶ６の二次電池について充電と放電の何れを行うかに応じて、２段式変圧回路１３の制御形態を変える。これにより、充電時と放電時において電力変換回路ＥＣの動作形態が変わる。この動作形態について以下に説明する。
【００５４】
ＥＶ６の二次電池の充電を行うとき、制御回路１７は、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への変圧が行われるように、２段式変圧回路１３を制御する。なお第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への変圧が行われることにより、充放電器１全体として見れば、直流ラインＬｎ側からＥＶ６側への変圧が実現される。
【００５５】
より具体的には、第１スイッチ素子Ｑ１がオンに固定され、第２および第７〜第１０スイッチ素子（Ｑ２、Ｑ７〜Ｑ１０）がオフに固定され、第３〜第６スイッチ素子（Ｑ３〜Ｑ６）がスイッチング動作を行うように、制御回路１７は各制御信号（Ｓ１〜Ｓ１０）を出力する。
【００５６】
図４は、このように各制御信号（Ｓ１〜Ｓ１０）が出力される場合における、２段式変圧回路１３の等価構成を示している。この構成によれば、双方向変圧回路１３２において第３〜第６スイッチ素子（Ｑ３〜Ｑ６）がスイッチング動作を行うことにより、第１端子Ｔ１に入力された直流電圧が交流電圧に変換される。この交流電圧は、トランスＴｒによって変圧された後に直流に戻され、第２端子Ｔ２から出力される。
【００５７】
なおこのとき、第１および第２スイッチ素子（Ｑ１、Ｑ２）はスイッチング動作を行わないため、チョッパ回路１３１によるチョッピング動作は行われない。このように第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への変圧の際には、チョッパ回路１３１によるチョッピング動作は行われず、トランスＴｒを用いた変圧が行われる。そのため、チョッピング動作に伴う電力損失が抑えられる。
【００５８】
またトランスＴｒの変圧比は、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への変圧の際に、トランスＴｒによる変圧だけで適切な変圧が実現されるように設定されている。例えばトランスＴｒの変圧比は、電力系統Ｅの電圧値とＥＶ６の二次電池の充電に許容される電圧値との差に基づいて、当該二次電池の充電に支障が生じないように（変圧後の電圧値が、二次電池の充電に許容される電圧値となるように）設定されている。そのためチョッパ回路１３１によるチョッピング動作が行われなくても、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への変圧は適切に行われる。
【００５９】
一方、ＥＶ６の二次電池の放電を行うとき、制御回路１７は、第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１への変圧が行われるように、２段式変圧回路１３を制御する。なお第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１への変圧が行われることにより、充放電器１全体として見れば、ＥＶ６側から直流ラインＬｎ側への変圧が実現される。
【００６０】
より具体的には、第１および第３〜第６スイッチ素子（Ｑ１、Ｑ３〜Ｑ６）がオフに固定され、第２および第７〜第１０スイッチ素子（Ｑ２、Ｑ７〜Ｑ１０）がスイッチング動作を行うように、制御回路１７は各制御信号（Ｓ１〜Ｓ１０）を出力する。
【００６１】
図５は、このように各制御信号（Ｓ１〜Ｓ１０）が出力される場合における、２段式変圧回路１３の等価構成を示している。この構成によれば、双方向変圧回路１３２において第７〜第１０スイッチ素子（Ｑ７〜Ｑ１０）がスイッチング動作を行うことにより、第２端子Ｔ２に入力された直流電圧が交流電圧に変換される。この交流電圧は、トランスＴｒによって変圧された後に直流に戻され、チョッパ回路１３１に送られる。この直流電圧は、チョッパ回路１３１のチョッピング動作によって昇圧され、直流電圧として第１端子Ｔ１から出力される。
【００６２】
このように第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１への変圧の際には、チョッパ回路１３１によるチョッピング動作が行われ、トランスＴｒおよびチョッパ回路１３１を用いた変圧が行われる。
【００６３】
そのため第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１への変圧において、目標とする変圧の量とトランスＴｒによる変圧の量との間に差異があっても、チョッパ回路１３１のチョッピング動作による変圧の量がこの差異を打ち消すように設定されることにより、適切な変圧が実現される。なお本実施形態のチョッパ回路１３１は、チョッピング動作によって第２端Ｔ２から第１端Ｔ１へ向かう方向の昇圧を行う、昇圧型のチョッパ回路であるとしたが、必要に応じて、降圧型或いは昇降圧型としても構わない。
【００６４】
［その他］
以上に説明した通り、充放電器１においては電力変換回路ＥＣが形成されている。電力変換回路ＥＣは、電力系統Ｅ等の電源に接続される第１端子Ｔ１と、二次電池を搭載したＥＶ６に接続される第２端子Ｔ２を有し、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間において双方向に変圧を行う。
【００６５】
また電力変換回路ＥＣは、チョッピング動作によって変圧を行うチョッパ回路１３１、および、所定の変圧比を有するトランスＴｒが、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間において直列に設けられ、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２への変圧の際には前記チョッピング動作を行わず、トランスＴｒを用いた変圧を行い、第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１への変圧の際には前記チョッピング動作を行い、トランスＴｒおよびチョッパ回路１３１を用いた変圧を行う。
【００６６】
そのため電力変換回路ＥＣによれば、電力系統Ｅ等の電源と二次電池を搭載したＥＶ６との間において双方向に変圧を行うものでありながら、電力システム９の効率低下を抑えることが可能となっている。
【００６７】
すなわち電力変換回路ＥＣによれば、二次電池の放電の際には、変圧量の調節等のためにチョッパ回路１３１によるチョッピング動作が行われるが、二次電池の充電の際には、当該チョッピング動作は行われない。そのため電力変換回路ＥＣによれば、二次電池の充電時においてチョッピング動作による電力損失が抑えられ、電力変換の効率が良い。
【００６８】
そしてＥＶ等の移動体の用途は基本的には移動手段であるため、移動体に搭載される二次電池は、主に移動体の駆動電源として利用される。このような事情から、移動体の二次電池における充電の頻度と放電の頻度を比べると、充電の頻度の方が圧倒的に高いと見込まれる。そのため、充電時において電力変換の効率が良い電力変換回路ＥＣによれば、電力システム９の効率低下が抑えられることになる。
【００６９】
また電力変換回路ＥＣでは、チョッパ回路１３１、および、トランスＴｒを含む双方向変圧回路１３２が、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２の間において直列に設けられている。双方向変圧回路１３２は、一端に入力される直流電圧を交流に変換し、該変換された電圧をトランスＴｒを用いて変圧し、該変圧された電圧を直流電圧に変換して他端から出力する動作を、双方向に行うようになっている。
【００７０】
また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、ＥＶが接続される電力システム等に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１              充放電器
１１            ＥＭＩフィルタ回路
１２            フィルタ回路
１３            ２段式変圧回路
１３１          チョッパ回路
１３２          双方向変圧回路
１４            ＥＭＩフィルタ回路
１５            漏電遮断器
１６            地絡検出回路
１７            制御回路
１８            シーケンス回路
１９            補助電源部
２              ＰＶ−ＤＣ／ＤＣ変換器
３              ＢＡＴ−ＤＣ／ＤＣ変換器
４              ＤＣ／ＡＣ変換器
５              充電ポート
６              ＥＶ（二次電池を搭載した移動体）
ＢＡＴ      蓄電池
Ｅ          電力系統
ＥＣ        電力変換回路
ＬＤ        負荷
ＰＶ        太陽電池
Ｔ１        第１端子（第１端）
Ｔ２        第２端子（第２端）
Ｔ３、Ｔ４  端子
Ｌ            コイル
Ｔｒ          トランス
Ｔｒ１        第１コイル
Ｔｒ２        第２コイル
Ｃ１〜Ｃ３    コンデンサ
Ｑ１〜Ｑ１０  スイッチ素子
Ｄ１〜Ｄ１０  ダイオード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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