(57)【要約】【課題】ＡＲＣＰ回路を備えた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータにつき、変換効率のさらなる改善を図る。【解決手段】第１の平滑コンデンサＣ１、第２の平滑コンデンサＣ２、ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1、ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2、出力用のリアクトルＬoutに加えて、転流制御回路１１と整流回路１２を含むＡＲＣＰ回路１０を有し、さらに、共振用のリアクトルＬｒ、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2、ハイサイドの一次巻線ＮH1と二次巻線ＮH2からなるハイサイドのトランスＴ１、ローサイドの一次巻線ＮL1と二次巻線ＮL2からなるローサイドのトランスＴ２を有し、ハイサイドのトランスＴ１とローサイドのトランスＴ２とが磁気結合なしの状態で互いに分離配置されている。【選択図】図１
2019146469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第１の平滑コンデンサと、
他方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第２の平滑コンデンサと、
前記一方端側のハイサイド入出力端子と前記他方端側のハイサイド入出力端子とを接続するハイサイドラインに挿入されたハイサイドのメインスイッチング素子と出力用のリアクトルとの直列回路と、
前記一方端側のローサイド入出力端子と前記他方端側のローサイド入出力端子とを接続するローサイドラインと、前記ハイサイドのメインスイッチング素子と前記出力用のリアクトルを接続する第１の接続ノードとの間に挿入されたローサイドのメインスイッチング素子と、
前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続されたＡＲＣＰ回路とを備え、
前記ＡＲＣＰ回路は転流制御回路と整流回路からなり、
前記転流制御回路は、
前記第１の接続ノードに一端が接続された共振用のリアクトルと、前記共振用のリアクトルの他端に接続されたトランスと、前記トランスの一次巻線と前記ハイサイドラインとの間に接続されたハイサイドの転流用スイッチング素子と、前記トランスの一次巻線と前記ローサイドラインとの間に接続されたローサイドの転流用スイッチング素子とを有し、
前記整流回路は、前記トランスの二次巻線に誘起される電力を受電可能な状態で前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続され、前記第１の平滑コンデンサに対して前記ハイサイドライン側から前記ローサイドライン側に向けた一方向にのみ電流を供給するように構成され、
前記トランスは、
前記ハイサイドの転流用スイッチング素子に一次巻線が接続されたハイサイドのトランスと、前記ローサイドの転流用スイッチング素子に一次巻線が接続されたローサイドのトランスとを有し、前記ハイサイドのトランスと前記ローサイドのトランスとが実質的に磁気結合することなく互いに分離配置されていることを特徴とする双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項２】
前記ハイサイドの一次巻線と前記ローサイドの一次巻線とを接続する第２の接続ノードが前記共振用のリアクトルの他端に接続され、
前記ハイサイドラインと前記第２の接続ノードとの間に前記ハイサイドの転流用スイッチング素子と前記ハイサイドの一次巻線との直列回路が接続されるとともに、前記ハイサイドの一次巻線にハイサイドの二次巻線が磁気結合した状態で前記整流回路に接続されている一方、
前記ローサイドラインと前記第２の接続ノードとの間に前記ローサイドの転流用スイッチング素子と前記ローサイドの一次巻線との直列回路が接続されるとともに、前記ローサイドの一次巻線にローサイドの二次巻線が磁気結合した状態で前記整流回路に接続されている請求項１に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項３】
前記ハイサイドおよびローサイドの二次巻線はいずれもセンタータップ方式の巻線に構成され、
前記ハイサイドのセンタータップ方式の二次巻線は、その一端および他端がそれぞれ整流ダイオードを介して前記ハイサイドラインに接続され、そのセンタータップが前記ローサイドラインに直接に接続され、
前記ローサイドのセンタータップ方式の二次巻線は、その一端および他端がそれぞれ整流ダイオードを介して前記ローサイドラインに接続され、そのセンタータップが前記ハイサイドラインに直接に接続されている請求項２に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項４】
一方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第１の平滑コンデンサと、
他方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第２の平滑コンデンサと、
前記一方端側のハイサイド入出力端子と前記他方端側のハイサイド入出力端子とを接続するハイサイドラインに挿入されたハイサイドのメインスイッチング素子と出力用のリアクトルとの直列回路と、
前記一方端側のローサイド入出力端子と前記他方端側のローサイド入出力端子とを接続するローサイドラインと、前記ハイサイドのメインスイッチング素子と前記出力用のリアクトルを接続する第１の接続ノードとの間に挿入されたローサイドのメインスイッチング素子と、
前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続されたＡＲＣＰ回路とを備え、
前記ＡＲＣＰ回路は転流制御回路と整流回路からなり、
前記転流制御回路は、
前記第１の接続ノードに一端が接続された共振用のリアクトルと、前記共振用のリアクトルの他端に接続されたトランスと、前記トランスの一次巻線と前記ハイサイドラインとの間に接続されたハイサイドの転流用スイッチング素子と、前記トランスの一次巻線と前記ローサイドラインとの間に接続されたローサイドの転流用スイッチング素子とを有し、
前記整流回路は、前記トランスの二次巻線に誘起される電力を受電可能な状態で前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続され、前記第１の平滑コンデンサに対して前記ハイサイドライン側から前記ローサイドライン側に向けた一方向にのみ電流を供給するように構成され、
前記トランスは、
前記一次巻線がセンタータップを境にハイサイド一次巻線部分とローサイド一次巻線部分とからなり、前記センタータップが前記共振用のリアクトルに接続され、前記ハイサイド一次巻線部分が前記ハイサイドの転流用スイッチング素子と接続され、前記ローサイド一次巻線部分が前記ローサイドの転流用スイッチング素子に接続されているとともに、前記ハイサイド一次巻線部分と前記ローサイド一次巻線部分とは互いに逆方向に巻かれていることを特徴とする双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【請求項５】
前記二次巻線はセンタータップ方式の巻線に構成され、このセンタータップ方式の二次巻線はその一端および他端がそれぞれ整流ダイオードを介して前記ハイサイドラインに接続されている請求項４に記載の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電システムなどに用いられるＡＲＣＰ（Auxiliary Resonant Commutated Pole：補助共振転流ポール）回路を備えた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
夜間に価格の安い電力をバッテリに蓄電しておき、昼間にバッテリからの放電で機器を運転する蓄電システムは、系統電源に接続される双方向インバータ、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータ、バッテリなどを備えて構成される。図１１は蓄電システムにおける従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。
【０００３】
図１１において、Ｃ１は第１の平滑コンデンサ、Ｃ２は第２の平滑コンデンサ、Ｑm1はハイサイドのメインスイッチング素子、Ｑm2はローサイドのメインスイッチング素子、Ｄm1，Ｄm2は逆並列接続のダイオード（寄生ダイオード）、Ｃr1，Ｃr2は共振用のコンデンサ（寄生コンデンサ）、Ｌoutは出力用のリアクトル、１０はＡＲＣＰ回路、１１は転流制御回路、１２は整流回路、Ｌｒは共振用のリアクトル、Ｑt1，Ｑt2は転流用スイッチング素子、Ｔ０は充放電兼用トランス、ＮL1，ＮH1は一次巻線、ＮHL2は二次巻線、ＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2は整流ダイオード、ＤG1，ＤG2は逆流防止用のダイオードである。
【０００４】
次に、上記のように構成された従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。〔Ａ〕放電モードと〔Ｂ〕充電モードに分けてそれぞれ説明する。
【０００５】
〔Ａ〕放電モード
〔Ａ１〕出力用のリアクトルＬoutの放電（図１２（ａ）参照）
ハイサイドおよびローサイドのメインスイッチング素子Ｑm1，Ｑm2、ハイサイドおよびローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1，Ｑt2のいずれもがオフ状態にあって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを放出し、第２の平滑コンデンサＣ２に並列接続されたバッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の逆並列接続の寄生ダイオードＤm1→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→バッテリＢの経路で電流が流れる。ここで、第１の平滑コンデンサＣ１間の印加電圧、すなわち、端子Ｔp1と端子Ｔn1間の電圧は当該端子間に接続された双方向インバータに出力され、双方向インバータを介して端子Ｔp1から端子Ｔn1に向けて電流が流れる。これは、転流動作以前の定常状態である。転流前にあっては、転流制御回路１１には電流は流れず、整流回路１２にも電流は流れない。
【０００６】
〔Ａ２〕転流開始（図１２（ｂ）参照）
転流制御回路１１におけるローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2がターンオンされる。すると、上記〔Ａ１〕でハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の逆並列接続の寄生ダイオードＤm1を流れていた電流が徐々にローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2の側に転流し、バッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→共振用のリアクトルＬｒ→ローサイドの一次巻線ＮL1→逆流防止用のダイオードＤG2→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→バッテリＢの経路で電流が流れる。
【０００７】
ローサイドの一次巻線ＮL1から二次巻線ＮHL2に誘起された電力により、整流回路１２において、二次巻線ＮHL2→整流ダイオードＤH1→ハイサイドラインＬ１→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→整流ダイオードＤL1→二次巻線ＮHL2の経路と、二次巻線ＮHL2→整流ダイオードＤH2→ハイサイドラインＬ１→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→整流ダイオードＤL2→二次巻線ＮHL2の経路とに電流が流れ、バッテリＢの放電によって第１の平滑コンデンサＣ１に対する充電が行われる。
【０００８】
ローサイドの一次巻線ＮL1に電流が流れることにより、磁気結合を介して二次巻線ＮHL2に電流が誘起され、さらにこの二次巻線ＮHL2に流れる電流が磁気結合による電磁誘導によってハイサイドの一次巻線ＮH1に上向きの逆起電力Ｅ（太い上向き矢印参照）を発生させる。それに起因して転流制御回路１１に逆流が生じることを回避するために、転流制御回路１１のハイサイド部分に逆流防止用のダイオードＤG1を挿入している。
【０００９】
整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2の４つすべてである。
【００１０】
〔Ａ３〕ＬＣ共振（図１３（ａ）参照）
上記〔Ａ２〕の状態で共振用のリアクトルＬｒを流れる電流が出力用のリアクトルＬoutを流れる電流を超えると、共振用のコンデンサＣr1，Ｃr2が充放電を開始する。すなわち、共振用のコンデンサＣr1→共振用のリアクトルＬｒ→ローサイドの一次巻線ＮL1→逆流防止用のダイオードＤG2→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→ローサイドラインＬ２→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドラインＬ１→共振用のコンデンサＣr1の経路と、共振用のコンデンサＣr2→共振用のリアクトルＬｒ→一次巻線ＮL1→逆流防止用のダイオードＤG2→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→ローサイドラインＬ２→共振用のコンデンサＣr2の経路で電流が流れ、共振動作が開始される。
【００１１】
この場合も、図１２（ｂ）の場合と同様にハイサイドの一次巻線ＮH1に上向きの逆起電力Ｅを発生させる。
【００１２】
整流回路１２での電流の流れは上記〔Ａ２〕と同様のものとなる（図１２（ｂ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2の４つすべてである。
【００１３】
〔Ａ４〕定常状態への遷移（図１３（ｂ）参照）
そして、共振用のコンデンサＣr2の両端電圧つまりローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の印加電圧が０レベルになった時点でそのメインスイッチング素子Ｑm2がターンオンする。このメインスイッチング素子Ｑm2のターンオンは、高周波共振現象によるソフトスイッチング（ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。
【００１４】
ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2がターンオンした時点から共振用のリアクトルＬｒに流れる電流が徐々に減少し、それまでバッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→共振用のリアクトルＬｒ→ローサイドの一次巻線ＮL1→逆流防止用のダイオードＤG2→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→バッテリＢの経路で流れていた電流が、バッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2→バッテリＢの経路の流れへと遷移する。
【００１５】
この場合も、上記同様にハイサイドの一次巻線ＮH1に上向きの逆起電力Ｅを発生させる。
【００１６】
整流回路１２での電流の流れは上記〔Ａ２〕，〔Ａ３〕と同様のものとなる（図１２（ｂ）、図１３（ａ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2の４つすべてである。
【００１７】
〔Ａ５〕定常状態（図１４（ａ）参照）
共振用のリアクトルＬｒの電流が無くなり、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2がターンオフする。この転流用スイッチング素子Ｑt2のターンオフはソフトスイッチング（ゼロ電流スイッチング（ＺＣＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。この定常状態では、電流は、バッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2→バッテリＢの経路のみを流れることになる。したがって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを蓄積する。
【００１８】
ローサイドの一次巻線ＮL1には電流が流れないので、整流回路１２では電流が停止する。
【００１９】
〔Ａ６〕転流開始（図１４（ｂ）参照）
ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2がターンオフされる。その瞬間から電流が共振用のコンデンサＣr2へ転流し、共振用のコンデンサＣr2へ充電が行われる。メインスイッチング素子Ｑm2の両端電圧がゆっくり上昇するのに対し、電流は素早く共振用のコンデンサＣr2へ転移するため、スイッチングロスはほとんど生じない。
【００２０】
ＡＲＣＰ回路１０を装備させた理由は次のとおりである。
【００２１】
放電モードの場合に図１２（ａ）の状態と図１４（ａ）の状態を突き合わせることで大局的に昇圧チョッパの構成を見ると、第２の平滑コンデンサＣ２の両端子間に出力用のリアクトルＬoutとメインスイッチング素子Ｑm2との直列回路が接続され、さらにメインスイッチング素子Ｑm2の両端子間にダイオードＤm1（ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の逆並列接続の寄生ダイオード）と第１の平滑コンデンサＣ１との直列回路が接続されていて、これは昇圧チョッパの機能を有している。
【００２２】
ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2のスイッチングによって昇圧チョッパの機能を発揮させるのであるが、そのメインスイッチング素子Ｑm2をターンオンさせるに際して、その前段階で、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2をオンにすることでローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2をソフトスイッチング方式でターンオンさせることができ、変換効率を向上させることができる。
【００２３】
〔Ｂ〕充電モード
〔Ｂ１〕出力用のリアクトルＬoutの蓄電（図１５（ａ）参照）
ハイサイドおよびローサイドのメインスイッチング素子Ｑm1，Ｑm2、ハイサイドおよびローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1，Ｑt2のいずれもがオフ状態にあって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを蓄積し、バッテリＢ→ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の逆並列接続の寄生ダイオードＤm2→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢの経路で電流が流れ、バッテリＢに対し充電が行われる。これは、転流動作以前の定常状態である。転流前にあっては、転流制御回路１１には電流は流れず、整流回路１２にも電流は流れない。
【００２４】
〔Ｂ２〕転流開始（図１５（ｂ）参照）
転流制御回路１１におけるハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1がターンオンする。すると、上記〔Ｂ１〕でローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の逆並列接続の寄生ダイオードＤm2→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢの経路を流れていた電流が徐々に転流し、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１の経路での電流に遷移する。すなわち、双方向インバータから端子Ｔp1と端子Ｔn1間に出力された電圧が第１の平滑コンデンサＣ１間に印加され、バッテリＢを充電しつつ双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して端子Ｔp1から端子Ｔn1に向けて電流が流れる。ハイサイドの一次巻線ＮH1から二次巻線ＮHL2に誘起された電力により、整流回路１２において、二次巻線ＮHL2→整流ダイオードＤH1→第１の平滑コンデンサＣ１→整流ダイオードＤL1→二次巻線ＮHL2の経路と、二次巻線ＮHL2→整流ダイオードＤH2→第１の平滑コンデンサＣ１→整流ダイオードＤL2→二次巻線ＮHL2の経路とに電流が流れ、バッテリＢへの充電とともに第１の平滑コンデンサＣ１に対する充放電が行われる。
【００２５】
ハイサイドの一次巻線ＮH1に電流が流れることにより、磁気結合を介して二次巻線ＮHL2に電流が誘起され、さらにこの二次巻線ＮHL2に流れる電流が磁気結合による電磁誘導によってローサイドの一次巻線ＮL1に上向きの逆起電力Ｅを発生させる。それに起因して転流制御回路１１に逆流が生じることを回避するために、転流制御回路１１のローサイド部分に逆流防止用のダイオードＤG2を挿入している。
【００２６】
整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2の４つすべてである。
【００２７】
〔Ｂ３〕ＬＣ共振（図１６（ａ）参照）
上記〔Ｂ２〕の状態で共振用のリアクトルＬｒを流れる電流が出力用のリアクトルＬoutを流れる電流を超えると、共振用のコンデンサＣr1，Ｃr2が充放電を開始する。すなわち、共振用のコンデンサＣr1→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→共振用のコンデンサＣr1の経路と、共振用のコンデンサＣr2→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→共振用のコンデンサＣr2の経路で電流が流れ、共振動作が開始される。
【００２８】
この場合も、図１５（ｂ）の場合と同様にローサイドの一次巻線ＮL1に上向きの逆起電力Ｅを発生させる。
【００２９】
整流回路１２での電流の流れは上記〔Ｂ２〕と同様のものとなる（図１５（ｂ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2の４つすべてである。
【００３０】
〔Ｂ４〕定常状態への遷移（図１６（ｂ）参照）
そして、共振用のコンデンサＣr1の両端電圧つまりハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の印加電圧が０レベルになった時点でそのメインスイッチング素子Ｑm1がターンオンする。このメインスイッチング素子Ｑm1のターンオンは、高周波共振現象によるソフトスイッチング（ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。
【００３１】
ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1がターンオンした時点から共振用のリアクトルＬｒに流れる電流が徐々に減少し、それまで第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路で流れていた電流が、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路の流れへと遷移する。
【００３２】
この場合も、上記同様にローサイドの一次巻線ＮL1に上向きの逆起電力Ｅを発生させる。
【００３３】
整流回路１２での電流の流れは上記〔Ｂ２〕，〔Ｂ３〕と同様のものとなる（図１５（ｂ）、図１６（ａ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2の４つすべてである。
【００３４】
〔Ｂ５〕定常状態（図１７（ａ）参照）
共振用のリアクトルＬｒの電流が無くなり、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1がターンオフする。この転流用スイッチング素子Ｑt1のターンオフはソフトスイッチング（ゼロ電流スイッチング（ＺＣＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。この定常状態では、電流は、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路のみを流れることになる。したがって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを放出する。
【００３５】
ハイサイドの一次巻線ＮH1には電流が流れないので、整流回路１２では電流が停止する。
【００３６】
〔Ｂ６〕転流開始（図１７（ｂ）参照）
ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1がターンオフされる。その瞬間から電流が共振用のコンデンサＣr1へ転流し、共振用のコンデンサＣr1へ充電が行われる。メインスイッチング素子Ｑm1の両端電圧がゆっくり上昇するのに対し、電流は素早く共振用のコンデンサＣr1へ転移するため、スイッチングロスはほとんど生じない。この状態では、電流は、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→共振用のコンデンサＣr1→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路のみを流れることになる。
【００３７】
上記の〔Ｂ１〕〜〔Ｂ６〕のように推移する動作において、転流制御回路１１から整流回路１２への磁気結合による電磁誘導の状態は次のようになっている。
【００３８】
充電モードの場合に図１５（ａ）の状態と図１７（ａ）の状態を突き合わせることで大局的に降圧チョッパの構成を見ると、第１の平滑コンデンサＣ１の両端子間にメインスイッチング素子Ｑm1とダイオードＤm2（ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の逆並列接続の寄生ダイオード）との直列回路が接続され、さらにダイオードＤm2の両端子間に出力用のリアクトルＬoutと第２の平滑コンデンサＣ２との直列回路が接続されていて、これは降圧チョッパの機能を有している。
【００３９】
ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1のスイッチングによって降圧チョッパの機能を発揮させるのであるが、そのメインスイッチング素子Ｑm1をターンオンさせるに際して、その前段階で、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1をオンにすることでハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1をソフトスイッチング方式でターンオンさせることができ、変換効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００４０】
【非特許文献１】“高効率・双方向絶縁型ＤＣＤＣコンバータ”、[online]、2014年、ポニー電機株式会社、［平成30年1月11日検索］、インターネット<URL:http://pony-e.jp/High_efficiency_bi-directional_insulated_DCDCconverter.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４１】
上記の従来例にあっては、ＡＲＣＰ回路１０における転流制御回路１１と整流回路１２とを磁気結合するトランスを充放電兼用のトランスとしている。すなわち、トランスの一次巻線を、ハイサイドの一次巻線ＮH1とローサイドの一次巻線ＮL1とを直結したセンタータップ方式の巻線としている。二次巻線ＮHL2はセンタータップ方式の一対の一次巻線ＮH1，ＮL1に共通の巻線となっている。鉄心がハイサイドの一次巻線ＮH1、ローサイドの一次巻線ＮL1および二次巻線ＮHL2の３つの巻線で共有されているため、上記したように、放電モードにおいては、ローサイドの一次巻線ＮL1に電流が流れることに起因してハイサイドの一次巻線ＮH1に上向きの逆起電力Ｅが発生し、また、充電モードにおいては、ハイサイドの一次巻線ＮH1に電流が流れることに起因してローサイドの一次巻線ＮL1に上向きの逆起電力Ｅが発生することになる。そこで、転流制御回路１１に逆流が生じることを回避するために、逆流防止用のダイオードＤG1，ＤG2を挿入している。
【００４２】
しかし、これら２つの逆流防止用のダイオードＤG1，ＤG2に電流が流れる期間は全期間の約半分ほどもあり（図１２（ｂ）、図１３（ａ），（ｂ）、図１５（ｂ）、図１６（ａ），（ｂ）参照），大きな損失を招いていた。
【００４３】
近時の蓄電システムにあっては、コスト低減のために蓄電池の直列数を減らす傾向にある。しかし、蓄電池の直列数を減らすと電池電圧も低下するため、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータにおける昇降圧チョッパの昇降圧比を増加させなければならず、それが原因で変換効率の悪化を招いていた。
【００４４】
上記したＡＲＣＰ回路を備えた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、ＡＲＣＰ回路を備えないものに比べて変換効率が優れているものの、上記した逆流防止に起因する損失のため、近時の昇降圧チョッパの昇降圧比の増加に伴う変換効率の悪化を補う観点からは、さらなる改良の余地が残されていた。
【００４５】
本発明はこのような事情に鑑みて創作したものであり、双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに関して、変換効率のさらなる改善を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００４６】
本発明は、次の手段を講じることにより上記の課題を解決する。
【００４７】
本発明による双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、
一方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第１の平滑コンデンサと、
他方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第２の平滑コンデンサと、
前記一方端側のハイサイド入出力端子と前記他方端側のハイサイド入出力端子とを接続するハイサイドラインに挿入されたハイサイドのメインスイッチング素子と出力用のリアクトルとの直列回路と、
前記一方端側のローサイド入出力端子と前記他方端側のローサイド入出力端子とを接続するローサイドラインと、前記ハイサイドのメインスイッチング素子と前記出力用のリアクトルを接続する第１の接続ノードとの間に挿入されたローサイドのメインスイッチング素子と、
前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続されたＡＲＣＰ回路とを備え、
前記ＡＲＣＰ回路は転流制御回路と整流回路からなり、
前記転流制御回路は、
前記第１の接続ノードに一端が接続された共振用のリアクトルと、前記共振用のリアクトルの他端に接続されたトランスと、前記トランスの一次巻線と前記ハイサイドラインとの間に接続されたハイサイドの転流用スイッチング素子と、前記トランスの一次巻線と前記ローサイドラインとの間に接続されたローサイドの転流用スイッチング素子とを有し、
前記整流回路は、前記トランスの二次巻線に誘起される電力を受電可能な状態で前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続され、前記第１の平滑コンデンサに対して前記ハイサイドライン側から前記ローサイドライン側に向けた一方向にのみ電流を供給するように構成され、
前記トランスは、
前記ハイサイドの転流用スイッチング素子に一次巻線が接続されたハイサイドのトランスと、前記ローサイドの転流用スイッチング素子に一次巻線が接続されたローサイドのトランスとを有し、前記ハイサイドのトランスと前記ローサイドのトランスとが実質的に磁気結合することなく互いに分離配置されていることを特徴とする。
【００４８】
上記した従来例との比較において本発明の特徴を記述すると、転流制御回路と整流回路との磁気結合のための構成要素について、従来、充放電兼用トランスとしていたところ、本発明では、放電用トランスと充電用トランスとに分離した構成とすることを特徴としている。
【００４９】
このように転流制御回路と整流回路との磁気結合のためのトランスについて、従来の充放電兼用トランスに代えて、放電用トランスと充電用トランスとに分離してあるので、ＡＲＣＰ回路でソフトスイッチングの共振動作をさせるに際し、ローサイドの一次巻線に対する励磁がハイサイドの一次巻線に逆起電力を発生させることがなく、またハイサイドの一次巻線に対する励磁がローサイドの一次巻線に逆起電力を発生させることもない。その結果、ＡＲＣＰ回路のハイサイド部分にもローサイド部分にも従来例のように逆流防止用のダイオードを挿入する必要がなくなり、その逆流防止用のダイオードで消費される電力を節約することが可能となる。
【００５０】
また、整流回路において第１の平滑コンデンサへ充電を行わせるために備える整流ダイオードの回路構成を簡素化して、その整流ダイオードでの損失を低減することが可能となる。
【００５１】
上記構成の本発明の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータには、次のような好ましい態様がある。すなわち、
前記ハイサイドおよびローサイドの二次巻線はいずれもセンタータップ方式の巻線に構成され、
前記ハイサイドのセンタータップ方式の二次巻線は、その一端および他端がそれぞれ整流ダイオードを介して前記ハイサイドラインに接続され、そのセンタータップが前記ローサイドラインに直接に接続され、
前記ローサイドのセンタータップ方式の二次巻線は、その一端および他端がそれぞれ整流ダイオードを介して前記ローサイドラインに接続され、そのセンタータップが前記ハイサイドラインに直接に接続されている、という態様がある。このように構成すれば、放電モードと充電モードの両モードですべての整流ダイオードを導通させる必要がなく、各モード専用の整流ダイオードの状態で配線すればよいので、整流ダイオードでの損失を低減する構成が簡単になる。
【００５２】
また、本発明による別の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータは、
一方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第１の平滑コンデンサと、
他方端側のハイサイド入出力端子とローサイド入出力端子との間に接続された第２の平滑コンデンサと、
前記一方端側のハイサイド入出力端子と前記他方端側のハイサイド入出力端子とを接続するハイサイドラインに挿入されたハイサイドのメインスイッチング素子と出力用のリアクトルとの直列回路と、
前記一方端側のローサイド入出力端子と前記他方端側のローサイド入出力端子とを接続するローサイドラインと、前記ハイサイドのメインスイッチング素子と前記出力用のリアクトルを接続する第１の接続ノードとの間に挿入されたローサイドのメインスイッチング素子と、
前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続されたＡＲＣＰ回路とを備え、
前記ＡＲＣＰ回路は転流制御回路と整流回路からなり、
前記転流制御回路は、
前記第１の接続ノードに一端が接続された共振用のリアクトルと、前記共振用のリアクトルの他端に接続されたトランスと、前記トランスの一次巻線と前記ハイサイドラインとの間に接続されたハイサイドの転流用スイッチング素子と、前記トランスの一次巻線と前記ローサイドラインとの間に接続されたローサイドの転流用スイッチング素子とを有し、
前記整流回路は、前記トランスの二次巻線に誘起される電力を受電可能な状態で前記ハイサイドラインと前記ローサイドラインとの間に接続され、前記第１の平滑コンデンサに対して前記ハイサイドライン側から前記ローサイドライン側に向けた一方向にのみ電流を供給するように構成され、
前記トランスは、
前記一次巻線がセンタータップを境にハイサイド一次巻線部分とローサイド一次巻線部分とからなり、前記センタータップが前記共振用のリアクトルに接続され、前記ハイサイド一次巻線部分が前記ハイサイドの転流用スイッチング素子と接続され、前記ローサイド一次巻線部分が前記ローサイドの転流用スイッチング素子に接続されているとともに、前記ハイサイド一次巻線部分と前記ローサイド一次巻線部分とは互いに逆方向に巻かれていることを特徴とする。
【００５３】
転流制御回路と整流回路との磁気結合のための構成要素であるトランスについて、センタータップ方式の一次巻線を有するタイプのトランスであっても、その一次巻線におけるハイサイド一次巻線部分とローサイド一次巻線部分との巻き方向を互いに逆にすることで、動作上、使用していない側の巻線に発生する電圧によって電流が流れるルートが存在しない。具体的には、ＡＲＣＰ回路でソフトスイッチングの共振動作をさせるに際し、ローサイドの転流用スイッチング素子を導通させた際にハイサイド一次巻線部分に電圧が発生しても当該発生した電圧により電流が流れるルートが存在しない。また、ハイサイドの転流用スイッチング素子を導通させた際にローサイド一次巻線部分に電圧が発生しても当該発生した電圧により電流が流れるルートが存在しない。その結果、ＡＲＣＰ回路のハイサイド部分にもローサイド部分にも従来例のように逆流防止用のダイオードを挿入する必要がなくなり、その逆流防止用のダイオードで消費される電力を節約することが可能となる。
【００５４】
また、整流回路において第１の平滑コンデンサへ充電を行わせるために備える整流ダイオードの回路構成を簡素化して、その整流ダイオードでの損失を低減することが可能となる。
【００５５】
上記の磁気結合を相殺する方式の本発明の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータには、次のような好ましい態様がある。すなわち、前記二次巻線はセンタータップ方式の巻線に構成され、このセンタータップ方式の二次巻線はその一端および他端がそれぞれ整流ダイオードを介して前記ハイサイドラインに接続されている、という態様がある。このように構成すれば、第１の平滑コンデンサに対してハイサイドライン側からローサイドライン側に向けた一方向にのみ電流を供給する整流回路について、その回路構成を簡素化することが可能となる。
【発明の効果】
【００５６】
本発明によれば、ＡＲＣＰ回路でソフトスイッチングの共振動作において、ローサイドの一次巻線とハイサイドの一次巻線との励磁の相互干渉をなくして、あるいはハイサイド一次巻線部分とローサイド一次巻線部分どうし間の二次巻線を介しての磁気結合を実質的に相殺することにより逆起電力の発生を防止するので、従来必要とした逆流防止用のダイオードを省略でき、電力消費の節約を図ることができる。また、第１の平滑コンデンサを充電するための整流ダイオードの回路構成を簡素化して、ダイオード損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図
【図２】実施例の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その１）
【図３】実施例の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その２）
【図４】実施例の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その３）
【図５】実施例の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その４）
【図６】実施例の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その５）
【図７】実施例の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その６）
【図８】本発明の別の実施例における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図
【図９】本発明のさらに別の実施例における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図
【図１０】本発明のさらに別の実施例における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図
【図１１】従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図
【図１２】従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その１）
【図１３】従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その２）
【図１４】従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その３）
【図１５】従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その４）
【図１６】従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その５）
【図１７】従来の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作説明図（その６）
【発明を実施するための形態】
【００５８】
以下、上記構成の本発明の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータにつき、その実施の形態を具体的な実施例のレベルで詳しく説明する。
【００５９】
〔実施例〕
図１は本発明の実施例における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す回路図である。図１において、Ｔp1はインバータ側（本発明の「一方端側」）のハイサイド入出力端子、Ｔn1はインバータ側のローサイド入出力端子、Ｔp2はバッテリ側（本発明の「他方端側」）のハイサイド入出力端子、Ｔn2はバッテリ側のローサイド入出力端子、Ｌ１はハイサイド入出力端子Ｔp1とハイサイド入出力端子Ｔp2とを接続するハイサイドライン、Ｌ２はローサイド入出力端子Ｔn1とローサイド入出力端子Ｔn2とを接続するローサイドライン、Ｃ１はインバータ側のハイサイド入出力端子Ｔp1とローサイド入出力端子Ｔn1との間に接続された第１の平滑コンデンサ、Ｃ２はバッテリ側のハイサイド入出力端子Ｔp2とローサイド入出力端子Ｔn2との間に接続された第２の平滑コンデンサ、Ｑm1はハイサイドのメインスイッチング素子（ＮＭＯＳトランジスタ）、Ｑm2はローサイドのメインスイッチング素子（ＮＭＯＳトランジスタ）、Ｄm1はハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の両端子間（ドレイン・ソース間）の逆並列接続のダイオード（寄生ダイオード）、Ｃr1は同じ両端子間の共振用のコンデンサ、Ｄm2はローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の両端子間（ドレイン・ソース間）の逆並列接続のダイオード（寄生ダイオード）、Ｃr2は同じ両端子間の共振用のコンデンサ、Ｌoutは出力用のリアクトルである。
【００６０】
ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1と出力用のリアクトルＬoutとの直列回路がハイサイドラインＬ１に挿入されている。ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1はそのドレインがインバータ側のハイサイド入出力端子Ｔp1に接続され、そのソースが出力用のリアクトルＬoutの一端に接続され、出力用のリアクトルＬoutの他端がバッテリ側のハイサイド入出力端子Ｔp2に接続されている。ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2は、そのドレインがハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1と出力用のリアクトルＬoutとの接続点である第１の接続ノードＮ１に接続され、そのソースがローサイドラインＬ２に接続されている。
【００６１】
１０はハイサイドラインＬ１とローサイドラインＬ２との間に接続されたＡＲＣＰ（補助共振転流ポール）回路であり、転流制御回路１１と整流回路１２を備えている。
【００６２】
転流制御回路１１の構成要素として、Ｌｒは共振用のリアクトル、Ｑt1はハイサイドの転流用スイッチング素子（ＮＭＯＳトランジスタ）、Ｑt2はローサイドの転流用スイッチング素子（ＮＭＯＳトランジスタ）である。共振用のリアクトルＬｒの一端は第１の接続ノードＮ１に接続され、共振用のリアクトルＬｒの他端はトランス（後述する第２の接続ノードＮ２）に接続されている。整流回路１２の構成要素として、ＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2は整流ダイオードである。ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1は、トランスの一次巻線とハイサイドラインＬ１との間に接続され、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2は、トランスの一次巻線とローサイドラインＬ２との間に接続されている。トランスは、転流制御回路１１と整流回路１２を磁気結合するハイサイドのトランスＴ１と、同じく転流制御回路１１と整流回路１２を磁気結合するローサイドのトランスＴ２とを有し、ハイサイドのトランスＴ１はハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1に接続されたハイサイドの一次巻線ＮH1とセンタータップ構成のハイサイドの二次巻線ＮH2を有し、ローサイドのトランスＴ２はローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2に接続されたローサイドの一次巻線ＮL1とセンタータップ構成のローサイドの二次巻線ＮL2を有している。
【００６３】
ハイサイドラインＬ１とローサイドラインＬ２との間で、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1とハイサイドのトランスＴ１の一次巻線ＮH1とローサイドの一次巻線ＮL1とローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2との直列回路が接続されている。ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1のドレインはハイサイドラインＬ１に接続され、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2のソースがローサイドラインＬ２に接続されている。
【００６４】
ＡＲＣＰ回路１０における転流制御回路１１の共振用のリアクトルＬｒとハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1の直列回路は、第１の接続ノードＮ１とハイサイドラインＬ１との間に接続されている。共振用のリアクトルＬｒは、ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1、ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2および出力用のリアクトルＬoutを共通に接続する第１の接続ノードＮ１と、ハイサイドの一次巻線ＮH1とローサイドの一次巻線ＮL1とを接続する第２の接続ノードＮ２との間に接続されている。
【００６５】
ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1のソースと第２の接続ノードＮ２との間にハイサイドの一次巻線ＮH1が接続され、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2のドレインと第２の接続ノードＮ２との間にローサイドの一次巻線ＮL1が接続されている。すなわち、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1とローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2との間に挿入されるトランスの一次巻線として、第２の接続ノードＮ２を間に挟む状態で、ハイサイドの一次巻線ＮH1とローサイドの一次巻線ＮL1とが分離された状態に配置されている。これら一次巻線ＮH1，ＮL1は、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1とローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2とを直列に繋ぐラインに挿入されている。このように、ハイサイドラインＬ１と第２の接続ノードＮ２との間にハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1とハイサイドの一次巻線ＮH1との直列回路が接続されるとともに、ローサイドラインＬ２と第２の接続ノードＮ２との間にローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2とローサイドの一次巻線ＮL1との直列回路が接続されている。
【００６６】
整流回路１２において、カソードがハイサイドラインＬ１に接続された整流ダイオードＤH1と整流ダイオードＤH2は、それぞれのアノードがハイサイドの二次巻線ＮH2の一端と他端に接続され、その二次巻線ＮH2のセンタータップがローサイドラインＬ２に接続されている。また、アノードがローサイドラインＬ２に接続された整流ダイオードＤL1と整流ダイオードＤL2は、それぞれのカソードがローサイドの二次巻線ＮL2の一端と他端に接続され、その二次巻線ＮL2のセンタータップがハイサイドラインＬ１に接続されている。整流回路１２は、ハイサイドおよびローサイドのトランスＴ１，Ｔ２の二次巻線ＮH2，ＮL2に誘起される電力を受電可能な状態でハイサイドラインＬ１とローサイドラインＬ２との間に接続されている。整流回路１２における整流ダイオードＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2のいずれも、第１の平滑コンデンサＣ１に対してハイサイドラインＬ１側からローサイドラインＬ２側に向けた一方向にのみ電流を供給する。
【００６７】
ハイサイドの一次巻線ＮH1は、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1と、第２の接続ノードＮ２とハイサイドラインＬ１との間に挿入されている。また、ローサイドの一次巻線ＮL1は、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2と、第２の接続ノードＮ２との間に挿入されている。ハイサイドの二次巻線ＮH2は、ハイサイドの一次巻線ＮH1に磁気結合した状態で整流回路１２に接続されている。また、ローサイドの二次巻線ＮL2は、ローサイドの一次巻線ＮL1に磁気結合した状態で整流回路１２に接続されている。
【００６８】
次に、上記のように構成された実施例の双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの動作を説明する。
【００６９】
（Ａ）放電モード
（Ａ１）出力用のリアクトルＬoutの放電（図２（ａ）参照）
ハイサイドおよびローサイドのメインスイッチング素子Ｑm1，Ｑm2、ハイサイドおよびローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1，Ｑt2のいずれもがオフ状態にあって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを放出し、第２の平滑コンデンサＣ２に並列接続されたバッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の逆並列接続の寄生ダイオードＤm1→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→バッテリＢの経路で電流が流れる。ここで、第１の平滑コンデンサＣ１間の印加電圧、すなわち、端子Ｔp1と端子Ｔn1間の電圧は当該端子間に接続された双方向インバータに出力され、双方向インバータを介して端子Ｔp1から端子Ｔn1に向けて電流が流れる。これは、転流動作以前の定常状態である。転流前にあっては、転流制御回路１１には電流は流れず、整流回路１２にも電流は流れない。
【００７０】
（Ａ２）転流開始（図２（ｂ）参照）
転流制御回路１１におけるローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2がターンオンされる。すると、上記（Ａ１）でハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の逆並列接続の寄生ダイオードＤm1を流れていた電流が徐々にローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2の側に転流し、バッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→共振用のリアクトルＬｒ→ローサイドの一次巻線ＮL1→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→バッテリＢの経路で電流が流れる。
【００７１】
ローサイドの一次巻線ＮL1からローサイドの二次巻線ＮL2に誘起された電力により、整流回路１２において、二次巻線ＮL2の上半分→センタータップ→ハイサイドラインＬ１→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→整流ダイオードＤL1→二次巻線ＮL2の上半分の経路と、二次巻線ＮL2の下半分→センタータップ→ハイサイドラインＬ１→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→整流ダイオードＤL2→二次巻線ＮL2の下半分の経路とに電流が流れ、バッテリＢの放電によって第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）に対する充電が行われる。この場合、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤL1，ＤL2の２つのみであり、ＤH1，ＤH2の２つには電流が流れない。
【００７２】
（Ａ３）ＬＣ共振（図３（ａ）参照）
上記（Ａ２）の状態で共振用のリアクトルＬｒを流れる電流が出力用のリアクトルＬoutを流れる電流を超えると、共振用のコンデンサＣr1，Ｃr2が充放電を開始する。すなわち、共振用のコンデンサＣr1→共振用のリアクトルＬｒ→ローサイドの一次巻線ＮL1→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→ローサイドラインＬ２→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドラインＬ１→共振用のコンデンサＣr1の経路と、共振用のコンデンサＣr2→共振用のリアクトルＬｒ→一次巻線ＮL1→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→ローサイドラインＬ２→共振用のコンデンサＣr2の経路で電流が流れ、共振動作が開始される。
【００７３】
なお、整流回路１２での電流の流れは上記（Ａ２）と同様のものとなる（図２（ｂ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤL1，ＤL2の２つのみであり、ＤH1，ＤH2の２つには電流が流れない。
【００７４】
（Ａ４）定常状態への遷移（図３（ｂ）参照）
そして、共振用のコンデンサＣr2の両端電圧つまりローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の印加電圧が０レベルになった時点でそのメインスイッチング素子Ｑm2がターンオンする。このメインスイッチング素子Ｑm2のターンオンは、高周波共振現象によるソフトスイッチング（ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。
【００７５】
ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2がターンオンした時点から共振用のリアクトルＬｒに流れる電流が徐々に減少し、それまでバッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→共振用のリアクトルＬｒ→ローサイドの一次巻線ＮL1→ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2→バッテリＢの経路で流れていた電流が、バッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2→バッテリＢの経路の流れへと遷移する。
【００７６】
なお、整流回路１２での電流の流れは上記（Ａ２），（Ａ３）と同様のものとなる（図２（ｂ）、図３（ａ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤL1，ＤL2の２つのみであり、ＤH1，ＤH2の２つには電流が流れない。
【００７７】
（Ａ５）定常状態（図４（ａ）参照）
共振用のリアクトルＬｒの電流が無くなり、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2がターンオフする。この転流用スイッチング素子Ｑt2のターンオフはソフトスイッチング（ゼロ電流スイッチング（ＺＣＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。この定常状態では、電流は、バッテリＢ→出力用のリアクトルＬout→ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2→バッテリＢの経路のみを流れることになる。したがって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを蓄積する。
【００７８】
ローサイドの一次巻線ＮL1には電流が流れないので、整流回路１２では電流は流れない。
【００７９】
（Ａ６）転流開始（図４（ｂ）参照）
ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2がターンオフされる。その瞬間から電流が共振用のコンデンサＣr2へ転流し、共振用のコンデンサＣr2へ充電が行われる。メインスイッチング素子Ｑm2の両端電圧がゆっくり上昇するのに対し、電流は素早く共振用のコンデンサＣr2へ転移するため、スイッチングロスはほとんど生じない。
【００８０】
上記の（Ａ１）〜（Ａ６）のように推移する動作において、転流制御回路１１から整流回路１２への磁気結合による電磁誘導の状態は次のようになっている。
【００８１】
上記において、ＡＲＣＰ回路１０における転流制御回路１１と整流回路１２との間を磁気結合するトランスとして、ハイサイドの充電用トランスＴ１とローサイドの放電用トランスＴ２とに画然と分離し、相互に一方の動作が他方に影響を与えることがないようにしている。
【００８２】
放電モードにおいて、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2をオンにすることでローサイドの放電用トランスＴ２の一次巻線ＮL1に電流を流すとき、磁気結合によって整流回路１２でセンタータップ方式の二次巻線ＮL2に電流が誘起されるが、ハイサイドのトランスＴ１とローサイドの放電用トランスＴ２とが実質的に磁気結合することなく互いに分離配置されていることから、この二次巻線ＮL2に流れる電流が従来例のようにハイサイドの一次巻線ＮH1に上向きの逆起電力Ｅを発生させるということは起こらない。すなわち、転流制御回路１１に逆流が生じることはないので、転流制御回路１１のハイサイド部分に従来例のような逆流防止用のダイオードＤG1を挿入する必要がない。
【００８３】
（Ｂ）充電モード   
（Ｂ１）出力用のリアクトルＬoutの蓄電（図５（ａ）参照）
ハイサイドおよびローサイドのメインスイッチング素子Ｑm1，Ｑm2、ハイサイドおよびローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1，Ｑt2のいずれもがオフ状態にあって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを蓄積し、バッテリＢ→ローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の逆並列接続の寄生ダイオードＤm2→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢの経路で電流が流れ、バッテリＢに対し充電が行われる。これは、転流動作以前の定常状態である。転流前にあっては、転流制御回路１１には電流は流れず、整流回路１２にも電流は流れない。
【００８４】
（Ｂ２）転流開始（図５（ｂ）参照）
転流制御回路１１におけるハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1がターンオンされる。すると、上記（Ｂ１）でローサイドのメインスイッチング素子Ｑm2の逆並列接続の寄生ダイオードＤm2→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢの経路を流れていた電流が徐々に転流し、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路での電流に遷移する。すなわち、双方向インバータから端子Ｔp1と端子Ｔn1間に出力された電圧が第１の平滑コンデンサＣ１間に印加され、バッテリＢを充電しつつ双方向ＤＣ／ＤＣコンバータを介して端子Ｔp1から端子Ｔn1に向けて電流が流れる。
【００８５】
ハイサイドの一次巻線ＮH1からハイサイドの二次巻線ＮH2に誘起された電力により、整流回路１２において、二次巻線ＮH2の上半分→整流ダイオードＤH1→第１の平滑コンデンサＣ１→センタータップ→二次巻線ＮH2の上半分の経路と、二次巻線ＮH2の下半分→整流ダイオードＤH2→第１の平滑コンデンサＣ１→センタータップ→二次巻線ＮH2の下半分の経路とに電流が流れ、バッテリＢへの充電とともに第１の平滑コンデンサＣ１に対する充放電が行われる。この場合、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2の２つのみであり、ＤL1，ＤL2の２つには電流が流れない。
【００８６】
（Ｂ３）ＬＣ共振（図６（ａ）参照）
上記（Ｂ２）の状態で共振用のリアクトルＬｒを流れる電流が出力用のリアクトルＬoutを流れる電流を超えると、共振用のコンデンサＣr1，Ｃr2が充放電を開始する。すなわち、共振用のコンデンサＣr1→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→共振用のコンデンサＣr1の経路と、共振用のコンデンサＣr2→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→共振用のコンデンサＣr2の経路で電流が流れ、共振動作が開始される。
【００８７】
なお、整流回路１２での電流の流れは上記（Ｂ２）と同様のものとなる（図５（ｂ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2の２つのみであり、ＤL1，ＤL2の２つには電流が流れない。
【００８８】
（Ｂ４）定常状態への遷移（図６（ｂ）参照）
そして、共振用のコンデンサＣr1の両端電圧つまりハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1の印加電圧が０レベルになった時点でそのメインスイッチング素子Ｑm1がターンオンする。このメインスイッチング素子Ｑm1のターンオンは、高周波共振現象によるソフトスイッチング（ゼロ電圧スイッチング（ＺＶＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。
【００８９】
ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1がターンオンした時点から共振用のリアクトルＬｒに流れる電流が徐々に減少し、それまで第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1→ハイサイドの一次巻線ＮH1→共振用のリアクトルＬｒ→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路で流れていた電流が、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路の流れへと遷移する。
【００９０】
なお、整流回路１２での電流の流れは上記（Ｂ２），（Ｂ３）と同様のものとなる（図５（ｂ）、図６（ａ）参照）。この場合も、整流回路１２において導通状態となっている整流ダイオードはＤH1，ＤH2の２つのみであり、ＤL1，ＤL2の２つには電流が流れない。
【００９１】
（Ｂ５）定常状態（図７（ａ）参照）
共振用のリアクトルＬｒの電流が無くなり、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1がターンオフする。この転流用スイッチング素子Ｑt1のターンオフはソフトスイッチング（ゼロ電流スイッチング（ＺＣＳ））を利用するものであり、スイッチングロスが軽減されている。この定常状態では、電流は、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路のみを流れることになる。したがって、出力用のリアクトルＬoutがエネルギーを放出する。
【００９２】
ハイサイドの一次巻線ＮH1には電流が流れないので、整流回路１２では電流は流れない。
【００９３】
（Ｂ６）転流開始（図７（ｂ）参照）
ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1がターンオフされる。その瞬間から電流が共振用のコンデンサＣr1へ転流し、共振用のコンデンサＣr1へ充電が行われる。メインスイッチング素子Ｑm1の両端電圧がゆっくり上昇するのに対し、電流は素早く共振用のコンデンサＣr1へ転移するため、スイッチングロスはほとんど生じない。この状態では、電流は、第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）→共振用のコンデンサＣr1→出力用のリアクトルＬout→バッテリＢ→第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）の経路のみを流れることになる。
【００９４】
上記の（Ｂ１）〜（Ｂ６）のように推移する動作において、転流制御回路１１から整流回路１２への磁気結合による電磁誘導の状態は次のようになっている。
【００９５】
充電モードにおいて、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1をオンにすることでハイサイドの充電用トランスＴ１の一次巻線ＮH1に電流を流すとき、磁気結合によって整流回路１２でセンタータップ方式の二次巻線ＮH2に電流が誘起されるが、ハイサイドの充電用トランスＴ１とローサイドのトランスＴ２とが実質的に磁気結合することなく互いに分離配置されていることから、この二次巻線ＮH2に流れる電流が従来例のようにローサイドの一次巻線ＮL1に上向きの逆起電力Ｅを発生させるということは起こらない。すなわち、転流制御回路１１に逆流が生じることはないので、転流制御回路１１のローサイド部分に従来例のような逆流防止用のダイオードＤG2を挿入する必要がない。
【００９６】
さらに、整流回路１２におけるダイオード損失も低減することができる。放電モードにあっては、ローサイドの二次巻線ＮL2に誘起された電流が第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）へ流入するときに通るダイオードの個数は、整流ダイオードＤL1，ＤL2の２つである（図２（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）参照）。また、充電モードにあっては、ハイサイドの二次巻線ＮH2に誘起された電流が第１の平滑コンデンサＣ１（双方向インバータ）へ流入するときに通るダイオードの個数は、整流ダイオードＤH1，ＤH2の２つである（図５（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）参照）。
【００９７】
従来例の場合には、放電モードでも充電モードでも、誘起された電流が通るダイオードの個数は整流ダイオードＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2の４つすべてである。したがって、本発明実施例の場合には、整流回路１２におけるダイオード損失を半減することができる。
【００９８】
なお、ＡＲＣＰ回路１０における整流回路１２の構成について、本発明の別の実施例として図８の回路図のように構成してもよい。
【００９９】
図８において、Ｄ１，Ｄ２はそれぞれ、カソードコモン型の１パッケージ２素子入りの整流ダイオードである。すなわち、２素子入りの第１の整流ダイオードＤ１は、１つのパッケージに２つのダイオード素子ｄ11，ｄ12が内蔵され、それぞれのカソードどうしがパッケージ内で接続されている。同様に、第２の整流ダイオードＤ２も、１つのパッケージに２つのダイオード素子ｄ21，ｄ22が内蔵され、それぞれのカソードどうしがパッケージ内で接続されている。
【０１００】
第１の整流ダイオードＤ１は第１のトランスＴ１の二次巻線ＮH2と第２のトランスＴ２の二次巻線ＮL2の両方に関連付けられており、第２の整流ダイオードＤ２も第１のトランスＴ１の二次巻線ＮH2と第２のトランスＴ２の二次巻線ＮL2の両方に関連付けられている。
【０１０１】
すなわち、第１の整流ダイオードＤ１における一方のダイオード素子ｄ11は、そのアノードが第１のトランスＴ１の二次巻線ＮH2の一端（上側端部）に接続され、他方のダイオード素子ｄ12は、そのアノードが第２のトランスＴ２の二次巻線ＮL2の他端（下側端部）に接続されている。また、第２の整流ダイオードＤ２における一方のダイオード素子ｄ21は、そのアノードが第１のトランスＴ１の二次巻線ＮH2の他端（下側端部）に接続され、他方のダイオード素子ｄ22は、そのアノードが第２のトランスＴ２の二次巻線ＮL2の一端（上側端部）に接続されている。
【０１０２】
図２（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に相当する動作タイミングではローサイドの二次巻線ＮL2が励磁されるが、第１の平滑コンデンサＣ１に対する充電に関与するダイオード素子は、第１の整流ダイオードＤ１のダイオード素子ｄ12と第２の整流ダイオードＤ２のダイオード素子ｄ22とであって、充電に関与するダイオード素子が第１の整流ダイオードＤ１と第２の整流ダイオードＤ２とに分かれているため、通電に伴う発熱が分散化される。
【０１０３】
また、図５（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）に相当する動作タイミングではハイサイドの二次巻線ＮH2が励磁されるが、第１の平滑コンデンサＣ１に対する充電に関与するダイオード素子は、第１の整流ダイオードＤ１のダイオード素子ｄ11と第２の整流ダイオードＤ２のダイオード素子ｄ21とであって、この場合も、充電に関与するダイオード素子が第１の整流ダイオードＤ１と第２の整流ダイオードＤ２とに分かれているため、通電に伴う発熱が分散化される。
【０１０４】
図９はさらに別の実施例における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す。この実施例では、２つの整流ダイオードＤ１，Ｄ２はそれぞれ、アノードコモン型の１パッケージ２素子入りに構成されている。
【０１０５】
図２（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）に相当する動作タイミングではローサイドの二次巻線ＮL2が励磁されるが、第１の平滑コンデンサＣ１に対する充電に関与するダイオード素子は、第１の整流ダイオードＤ１のダイオード素子ｄ11と第２の整流ダイオードＤ２のダイオード素子ｄ21とであって、充電に関与するダイオード素子が第１の整流ダイオードＤ１と第２の整流ダイオードＤ２とに分かれているため、通電に伴う発熱が分散化される。
【０１０６】
また、図５（ｂ）、図６（ａ），（ｂ）に相当する動作タイミングではハイサイドの二次巻線ＮH2が励磁されるが、第１の平滑コンデンサＣ１に対する充電に関与するダイオード素子は、第１の整流ダイオードＤ１のダイオード素子ｄ12と第２の整流ダイオードＤ２のダイオード素子ｄ22とであって、この場合も、充電に関与するダイオード素子が第１の整流ダイオードＤ１と第２の整流ダイオードＤ２とに分かれているため、通電に伴う発熱が分散化される。
【０１０７】
さらに、熱分散の別の対策として、図１、図８、図９に符号２０で示す熱伝導部材をもって第１のトランスＴ１と第２のトランスＴ２との間を機械的に接続するという実施例も好ましい。例えば、第１のトランスＴ１と第２のトランスＴ２とを横に２個並べて配置し、互いのトランスのコアどうしを熱伝導シートで接続してもよい。この対策による利点は次のとおりである。
【０１０８】
上記した本発明実施例においては、第２のトランスＴ２が動作しているときには第１のトランスＴ１は不動作であり、逆に、第１のトランスＴ１が動作しているときには第２のトランスＴ２は不動作である。つまり、両トランスＴ１，Ｔ２は、一方が動作中は他方は不動作となる。動作中のトランスは発熱するが、不動作のトランスは発熱しない。したがって、動作中のトランスで発生する熱を熱伝導部材２０を介して温度の低い他方の不動作のトランスへと逃がすことができ、動作中のトランスの過熱を防止することができる。つまり、一方のトランスの発熱に対して、他方のトランスをヒートシンクとして有効に利用することが可能となる。なお、熱伝導部材２０としては、シート状のものが好ましいが、その他の形態であってもよい。
【０１０９】
図１０はさらに別の実施例における双方向ＤＣ／ＤＣコンバータの構成を示す。図１０において、図１で用いたのと同一符号は同一の構成要素を指すものとし、詳しい説明は省略する。
【０１１０】
この実施例では、トランスとして、図１の実施例の場合のハイサイドとローサイドとに分離した２つのトランスＴ１，Ｔ２に代えて、一次巻線がセンタータップを境にハイサイド側部分とローサイド側部分とからなるトランスＴ０′を用いている。換言すれば、ハイサイド一次巻線部分ＮH1′とローサイド一次巻線部分ＮL1′とがセンタータップで繋がっている充放電兼用トランスＴ０′を用いている。この充放電兼用トランスＴ０′においては、その二次巻線としては、ハイサイド二次巻線部分ＮH2′とローサイド二次巻線部分ＮL2′とがセンタータップで繋がったものを用いている。
【０１１１】
ハイサイド一次巻線部分ＮH1′とローサイド一次巻線部分ＮL1′とを繋ぐセンタータップは共振用のリアクトルＬｒの一端に接続され、ハイサイド一次巻線部分ＮH1′はハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1と接続され、ローサイド一次巻線部分ＮL1′はローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2と接続されている。
【０１１２】
また、ハイサイド二次巻線部分ＮH2′とローサイド二次巻線部分ＮL2′とを繋ぐセンタータップはローサイドラインＬ２に接続され、ハイサイド二次巻線部分ＮH2′は整流回路１２における整流ダイオードＤH1を介してハイサイドラインＬ１に接続され、ローサイド二次巻線部分ＮL2′は整流ダイオードＤL1を介してハイサイドラインＬ１に接続されている。
【０１１３】
そして、ハイサイド一次巻線部分ＮH1′とローサイド一次巻線部分ＮL1′とは互いに逆方向に巻かれている。この一次巻線についての逆極性は、巻線部分の脇に記載した巻線の“巻き始め”を示す黒丸の記号「●」の位置によって示されている。ハイサイド一次巻線部分ＮH1′に対してはその下端に記号「●」が付記されているのに対して、ローサイド一次巻線部分ＮL1′に対してはその上端に記号「●」が付記されていて、互いに逆極性であることが分かる。
【０１１４】
バッテリ放電時にローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2がオン（導通）し、その他のスイッチング素子がオフ（非導通）であると、ローサイド一次巻線部分ＮL1′に電圧（センタータップ側が高電位）が発生すると同時にハイサイド一次巻線部分ＮH1′に逆向きの電圧（センタータップ側が高電位）が発生する。ここで、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1がオフなので、ハイサイド一次巻線部分ＮH1′に発生した電圧によって電流が流れるルートが存在しない（ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1がオフなので、ハイサイド一次巻線部分ＮH1′→共振用のリアクトルＬｒ→ハイサイドのメインスイッチング素子Ｑm1→ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1のルートでは電流が流れない）。電位レベルでみると、ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1のドレイン（ハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1のハイサイドラインＬ１側の端子）側がプラス電位（高電位）となるため、図１１に示す従来の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータのようにハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1のラインに対して逆流防止用のダイオードＤG1を挿入する必要がない。
【０１１５】
また、バッテリ充電時にハイサイドの転流用スイッチング素子Ｑt1がオン（導通）し、その他のスイッチング素子がオフ（非導通）であると、ハイサイド一次巻線部分ＮH1′に電圧（センタータップ側が高電位）が発生すると同時にローサイド一次巻線部分ＮL1′に逆向きの電圧（センタータップ側が高電位）が発生する。ここで、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2がオフなので、ローサイド一次巻線部分ＮL1′に発生した電圧によって電流が流れるルートが存在しない。電位レベルでみると、ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2のドレイン（ローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2のローサイド一次巻線部分ＮL1′側の端子）側がプラス電位となるため、図１１に示す従来の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータのようにローサイドの転流用スイッチング素子Ｑt2のラインに対して逆流防止用のダイオードＤG2を挿入する必要がない。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、ＡＲＣＰ回路を備えた双方向ＤＣ／ＤＣコンバータに関して、変換効率の向上を図る技術として有用である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  ＡＲＣＰ回路
１１  転流制御回路
１２  整流回路
Ｂ    バッテリ
Ｃ１  第１の平滑コンデンサ
Ｃ２  第２の平滑コンデンサ
Ｌ１  ハイサイドライン
Ｌ２  ローサイドライン
Ｌout  出力用のリアクトル
Ｌｒ  共振用のリアクトル
Ｎ１  第１の接続ノード
Ｎ２  第２の接続ノード
ＮH1  ハイサイドの一次巻線
ＮL1  ローサイドの一次巻線
ＮH2  ハイサイドの二次巻線
ＮL2  ローサイドの二次巻線
ＮH1′ハイサイド一次巻線部分
ＮL1′ローサイド一次巻線部分
Ｑm1  ハイサイドのメインスイッチング素子
Ｑm2  ローサイドのメインスイッチング素子
Ｑt1  ハイサイドの転流用スイッチング素子
Ｑt2  ローサイドの転流用スイッチング素子
Ｔp1  インバータ側のハイサイド入出力端子
Ｔn1  インバータ側のローサイド入出力端子
Ｔp2  バッテリ側のハイサイド入出力端子
Ｔn2  バッテリ側のローサイド入出力端子
Ｔ１  ハイサイドのトランス
Ｔ２  ローサイドのトランス
ＤH1，ＤH2，ＤL1，ＤL2  整流ダイオード
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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