(57)【要約】【課題】回路構成を複雑化することなく、電力を有効利用すること。【解決手段】充電可能電池１１から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するコンバータとして動作する第１半導体ブリッジ（半導体ブリッジ２０）と、第１半導体ブリッジから出力される交流電力を変圧するトランス３０と、トランスから出力される交流電力を整流する整流回路として動作する第２半導体ブリッジ（半導体ブリッジ５０）と、第２半導体ブリッジから出力される直流電力を蓄電する蓄電手段（コンデンサ６０）と、第１半導体ブリッジおよび第２半導体ブリッジを制御する制御手段（制御部１０）と、を有し、制御手段は、蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、第２半導体ブリッジをコンバータとして動作させるとともに、第１半導体ブリッジを整流回路として動作させる、ことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力を変換して出力する電力変換装置において、
充電可能電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するコンバータとして動作する第１半導体ブリッジと、
前記第１半導体ブリッジから出力される交流電力を変圧するトランスと、
前記トランスから出力される交流電力を整流する整流回路として動作する第２半導体ブリッジと、
前記第２半導体ブリッジから出力される直流電力を蓄電する蓄電手段と、
前記第１半導体ブリッジおよび前記第２半導体ブリッジを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第２半導体ブリッジをコンバータとして動作させるとともに、前記第１半導体ブリッジを整流回路として動作させる、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
電力を変換して出力する電力変換装置において、
充電可能電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するコンバータとして動作する第１半導体ブリッジと、
前記第１半導体ブリッジから出力される交流電力を変圧するトランスと、
前記トランスの一次側巻線と二次側巻線の巻線比を選択するためのスイッチと、
前記トランスから出力される交流電力を整流する整流回路として動作する第２半導体ブリッジと、
前記第２半導体ブリッジから出力される直流電力を蓄電する蓄電手段と、
前記第１半導体ブリッジ、前記第２半導体ブリッジ、および、前記スイッチを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第２半導体ブリッジをコンバータとして動作させ、前記第１半導体ブリッジを整流回路として動作させ、また、前記スイッチを制御して巻線比を調整する、
ことを特徴とする電力変換装置。
【請求項３】
前記蓄電手段に蓄電されている直流電力を交流電力に変換して出力する第３半導体ブリッジを有することを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第３半導体ブリッジを構成する全ての半導体スイッチをオフの状態に制御することを特徴とする請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作によって、前記蓄電手段に蓄電された電荷が所定の閾値未満になった場合には、前記第２半導体ブリッジを構成する全ての半導体スイッチをオンの状態に制御して放電させることを特徴とする請求項３または４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
充電可能電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するコンバータとして動作する第１半導体ブリッジと、
前記第１半導体ブリッジから出力される交流電力を変圧するトランスと、
前記トランスから出力される交流電力を整流する整流回路として動作する第２半導体ブリッジと、
前記第２半導体ブリッジから出力される直流電力を蓄電する蓄電手段と、
前記第１半導体ブリッジおよび前記第２半導体ブリッジを制御する制御手段と、を有する電力変換装置の制御方法であって、
前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第２半導体ブリッジをコンバータとして動作させるとともに、前記第１半導体ブリッジを整流回路として動作させる、
ことを特徴とする電力変換装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置および電力変換装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電圧形インバータ装置の直流中間回路平滑コンデンサに並列にスイッチング素子と直列接続をなした放電抵抗を接続し、装置の交流入力断状態を交流の整流電圧、あるいはコンデンサの端子電圧を電源とするＤＣ／ＤＣコンバ−タの出力電圧等の低下より検出する入力電圧検出回路を設け、検出回路の出力信号によりスッチング素子を導通させることにより交流入力断時に速やかに平滑コンデンサの蓄積電荷を放電させてその端子電圧の低下を図る技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、車両は、搭載された蓄電装置からの電力を用いて、ＰＣＵによりモータジェネレータを駆動して走行駆動力を発生する。車両は、ＰＣＵに含まれるコンデンサの残留電荷を放電する機能として、トルクを発生させないようにモータジェネレータに通電して放電するＭＧ放電と、ＰＣＵ内部のスイッチング素子の通電損失により放電するＰＣＵ放電とを実行することが可能である。ＨＶ−ＥＣＵは、車両の衝突を検出した場合に、ＰＣＵ放電を優先して実行するとともに、コンデンサの電圧が高い場合にはＭＧ放電を実行する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３０７５５号公報
【特許文献２】国際公開第２０１２／１６４６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された技術では、コンデンサの電荷を放電させるために、放電回路を設けているが、放電回路が増えるため、構成が複雑になるとともに、放電によって電力が浪費されるという問題点がある。
【０００６】
また、特許文献２に開示された技術では、モータ等の負荷によって電力を消費させることを特徴とするが、負荷が動作していない場合や接続されていない場合には、電力を消費することができないという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、回路構成を複雑化することなく、電力を有効利用することが可能な電力変換装置および電力変換装置の制御方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、電力を変換して出力する電力変換装置において、充電可能電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するコンバータとして動作する第１半導体ブリッジと、前記第１半導体ブリッジから出力される交流電力を変圧するトランスと、前記トランスから出力される交流電力を整流する整流回路として動作する第２半導体ブリッジと、前記第２半導体ブリッジから出力される直流電力を蓄電する蓄電手段と、前記第１半導体ブリッジおよび前記第２半導体ブリッジを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第２半導体ブリッジをコンバータとして動作させるとともに、前記第１半導体ブリッジを整流回路として動作させる、ことを特徴とする。
このような構成によれば、回路構成を複雑化することなく、電力を有効利用することが可能となる。
【０００９】
また、本発明は、電力を変換して出力する電力変換装置において、充電可能電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するコンバータとして動作する第１半導体ブリッジと、前記第１半導体ブリッジから出力される交流電力を変圧するトランスと、前記トランスの一次側巻線と二次側巻線の巻線比を選択するためのスイッチと、前記トランスから出力される交流電力を整流する整流回路として動作する第２半導体ブリッジと、前記第２半導体ブリッジから出力される直流電力を蓄電する蓄電手段と、前記第１半導体ブリッジ、前記第２半導体ブリッジ、および、前記スイッチを制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第２半導体ブリッジをコンバータとして動作させ、前記第１半導体ブリッジを整流回路として動作させ、また、前記スイッチを制御して巻線比を調整する、ことを特徴とする。
このような構成によれば、回路構成を複雑化することなく、電力を有効利用することが可能となるとともに、スイッチによって巻線比を調整することで、蓄電手段に蓄電された電力を有効利用できる。
【００１０】
また、本発明は、前記蓄電手段に蓄電されている直流電力を交流電力に変換して出力する第３半導体ブリッジを有することを特徴とする。
このような構成によれば、交流電力を得ることができる。
【００１１】
また、本発明は、前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第３半導体ブリッジを構成する全ての半導体スイッチをオフの状態に制御することを特徴とする。
このような構成によれば、蓄電手段に蓄電された電力が外部に出力されることを防止できる。
【００１２】
また、本発明は、前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作によって、前記蓄電手段に蓄電された電荷が所定の閾値未満になった場合には、前記第２半導体ブリッジを構成する全ての半導体スイッチをオンの状態に制御して放電させることを特徴とする。
このような構成によれば、蓄電手段に残存する電荷を放電させることで、安全性を一層高めることができる。
【００１３】
また、本発明は、充電可能電池から出力される直流電力を交流電力に変換して出力するコンバータとして動作する第１半導体ブリッジと、前記第１半導体ブリッジから出力される交流電力を変圧するトランスと、前記トランスから出力される交流電力を整流する整流回路として動作する第２半導体ブリッジと、前記第２半導体ブリッジから出力される直流電力を蓄電する蓄電手段と、前記第１半導体ブリッジおよび前記第２半導体ブリッジを制御する制御手段と、を有する電力変換装置の制御方法であって、前記制御手段は、前記蓄電手段に蓄電された電力を回生する動作を行う場合には、前記第２半導体ブリッジをコンバータとして動作させるとともに、前記第１半導体ブリッジを整流回路として動作させる、ことを特徴とする。
このような方法によれば、回路構成を複雑化することなく、電力を有効利用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電力を有効利用することが可能な電力変換装置および電力変換装置の制御方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す実施形態の通常動作時の機能を説明するための図である。
【図３】半導体ブリッジのコンバータとしての動作を説明する図である。
【図４】半導体ブリッジの整流回路としての動作を説明する図である。
【図５】図１に示す実施形態の回生動作時の機能を説明するための図である。
【図６】図１に示す制御部で実行される処理の流れを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の実施形態について説明する。
【００１７】
（Ａ）本発明の実施形態の構成の説明
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置の構成例を示す図である。この図１に示すように、本発明の実施形態に係る電力変換装置１は、制御部１０、充電可能電池１１、コンデンサ１２、半導体ブリッジ２０、トランス３０、スイッチ４０、半導体ブリッジ５０、コンデンサ６０、半導体ブリッジ７０、コイル８０，８１、コンデンサ８２、および、出力端子８３，８４を有している。なお、本発明の実施形態に係る電力変換装置１は、例えば、車両等に搭載され、充電可能電池１１から供給される直流電力を、交流電力（例えば、１００Ｖの交流電力）に変換し、出力端子８３，８４から出力し、例えば、車載機器または家庭電化製品を動作させる。
【００１８】
ここで、制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および、Ｉ／Ｆ（Interface）等によって構成され、ＣＰＵがＲＯＭに格納されているプログラムに基づいて動作することで、装置の各部を制御する。なお、図１において、破線は制御信号線を示している。
【００１９】
充電可能電池１１は、例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等によって構成され、直流電力を出力して半導体ブリッジ２０に供給する。
【００２０】
コンデンサ１２は、例えば、電解コンデンサ等によって構成され、充電可能電池１１の高周波におけるインピーダンスを低減させる。
【００２１】
半導体ブリッジ２０は、半導体スイッチ２１〜２４によって構成される。なお、半導体スイッチ２１〜２４は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）またはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等によって構成される。半導体スイッチ２１〜２４は、制御部１０によって制御され、インバータとして動作するとともに、回生時には整流回路として動作する。
【００２２】
トランス３０は、一次巻線３１および二次巻線３２を有し、半導体ブリッジ２０から一次巻線３１に供給される交流電力を昇圧または降圧して二次巻線３２から出力するとともに、半導体ブリッジ５０から二次巻線３２に供給される交流電力を降圧または昇圧して一次巻線３１から出力する。
【００２３】
スイッチ４０は、制御部１０によってその接続状態が制御され、二次巻線３２の中間タップおよび終端タップのいずれか一方を選択して、半導体スイッチ５３，５４に接続する。
【００２４】
半導体ブリッジ５０は、半導体スイッチ５１〜５４によって構成される。なお、半導体スイッチ５１〜５４は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴまたはＩＧＢＴ等によって構成される。半導体スイッチ５１〜５４は、制御部１０によって制御され、整流回路として動作するとともに、回生時にはコンバータとして動作する。コンデンサ６０は、例えば、電解コンデンサによって構成され、半導体ブリッジ５０から出力される直流電力を蓄電する。
【００２５】
半導体ブリッジ７０は、半導体スイッチ７１〜７４によって構成される。なお、半導体スイッチ７１〜７４は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴまたはＩＧＢＴ等によって構成される。半導体スイッチ７１〜７４は、制御部１０によって制御され、インバータとして動作するとともに、回生時には動作を停止され、開放状態とされる。
【００２６】
コイル８０，８１およびコンデンサ８２は、半導体ブリッジ７０から出力される高調波成分（例えば、スイッチングによって生じる高調波成分）を減衰し、交流成分を通過して出力する。
【００２７】
出力端子８３，８４は、例えば、商用電源用のコンセントとして構成される。
【００２８】
（Ｂ）本発明の実施形態の動作の説明
つぎに、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の動作について説明する。なお、以下では、図２〜図５を参照して、本発明の実施形態の動作を説明した後、図６を参照して、制御部１０において実行される処理の一例について説明する。
【００２９】
図２は、電力変換装置１の通常時の動作を説明するための図である。通常時においては、半導体ブリッジ２０はコンバータ動作を行い、スイッチ４０は二次巻線３２の終端タップ側（図２の下側の端子）に接続され、半導体ブリッジ５０は整流動作を行い、半導体ブリッジ７０はインバータ動作を行う。
【００３０】
図３は、半導体ブリッジ２０のコンバータ動作の詳細を説明するための図である。なお、図３（Ａ）〜（Ｄ）は、半導体スイッチ２１〜２４のゲート端子に印加される電圧を示し、図３（Ｅ）はトランス３０の一次巻線３１への出力電圧を示している。
【００３１】
図３（Ａ），（Ｄ）に示すように、半導体スイッチ２１，２４のゲート電圧がハイの状態にされ、半導体スイッチ２２，２３のゲート電圧がローの状態にされると、半導体スイッチ２１，２４がオンの状態になり、半導体スイッチ２２，２３がオフの状態になる。半導体スイッチ２１，２４がオンの状態になると、充電可能電池１１から半導体スイッチ２１、一次巻線３１、および、半導体スイッチ２４を介して電流が流れる。この結果、図３（Ｅ）に示すように、一次巻線３１には図の上から下への電流が流れる。
【００３２】
つぎに、図３（Ｂ），（Ｃ）に示すように、半導体スイッチ２２，２３のゲート電圧がハイの状態にされ、半導体スイッチ２１，２４のゲート電圧がローの状態にされると、半導体スイッチ２２，２３がオンの状態になり、半導体スイッチ２１，２４がオフの状態になる。半導体スイッチ２２，２３がオンの状態になると、充電可能電池１１から半導体スイッチ２３、一次巻線３１、および、半導体スイッチ２２を介して電流が流れる。この結果、図３（Ｅ）に示すように、一次巻線３１には図の下から上への電流が流れる。
【００３３】
以上の動作の繰り返しにより、一次巻線３１には、図３（Ｅ）に示すような、交流電流が流れるので、二次巻線３２には、巻線比に応じた電圧を有する交流電力が出力される。
【００３４】
このような交流電力は、半導体ブリッジ５０によって全波整流される。
【００３５】
図４は、半導体ブリッジ５０の整流動作を説明するための図である。図４（Ａ）は、トランス３０から出力される電圧波形を示している。このような正弦波状の電圧波形が出力されると、波形に合わせて半導体スイッチ５１〜５４がオン／オフの状態に制御される。より詳細には、トランス３０から出力される電圧が正の場合（図４の上側の端子がプラスで下側の端子がマイナスの場合）には、半導体スイッチ５１，５４がオンの状態（図４（Ｂ），（Ｅ）参照）に制御され、半導体スイッチ５２，５３がオフの状態（図４（Ｃ），（Ｄ）参照）に制御される。この結果、トランス３０の二次巻線３２から半導体スイッチ５１、コンデンサ６０、半導体スイッチ５４、および、スイッチ４０を介して電流が流れるのでコンデンサ６０に対して、図４（Ｆ）の出力電圧が印加される。
【００３６】
また、トランス３０から出力される電圧が負の場合（図４の下側の端子がプラスで上側の端子がマイナスの場合）には、半導体スイッチ５２，５３がオンの状態（図４（Ｃ），（Ｄ）参照）に制御され、半導体スイッチ５１，５４がオフの状態（図４（Ｂ），（Ｅ）参照）に制御される。この結果、トランス３０の二次巻線３２から、スイッチ４０、半導体スイッチ５３、コンデンサ６０、および、半導体スイッチ５２を介して電流が流れるのでコンデンサ６０に対して、図４（Ｆ）の出力電圧が印加される。
【００３７】
以上の動作が繰り返されることで、トランス３０から出力される交流電力が、図４（Ｆ）に示すように全波整流され、コンデンサ６０に供給される。
【００３８】
以上の動作によって半導体ブリッジ５０から出力される直流電力は、コンデンサ６０によって平滑化され、半導体ブリッジ７０に供給される。
【００３９】
半導体ブリッジ７０は、前述した半導体ブリッジ２０と同様の動作（インバータ動作）によって、コンデンサ６０に蓄積されている直流電力を所定の電圧および周波数の交流電力（例えば、商用電力（１００Ｖおよび５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ））に変換して出力する。
【００４０】
より詳細には、半導体スイッチ７１，７４がオンに制御されるとともに半導体スイッチ７２，７３がオフに制御されることで、半導体スイッチ７１、コイル８０、出力端子８３、出力端子８４、コイル８１、および、半導体スイッチ７４を介して電流が流れる。また、半導体スイッチ７２，７３がオンに制御されるとともに半導体スイッチ７１，７４がオフに制御されることで、半導体スイッチ７３、コイル８１、出力端子８４、出力端子８３、コイル８０、および、半導体スイッチ７２を介して電流が流れる。このような動作が繰り返されることで、コンデンサ６０に蓄積されている直流電力が交流電力に変換されて出力端子８３，８４から出力される。
【００４１】
ユーザは、出力端子８３，８４に、例えば、家庭電化製品等を接続することで、これらを動作させることができる。
【００４２】
つぎに、回生時の動作について説明する。例えば、電力変換装置１の動作が停止されたり、充電可能電池１１の出力が低減したりした場合には、半導体ブリッジ７０が動作を停止し、交流電力の出力が停止される。このような場合には、コンデンサ６０に電力が蓄積されたままの状態となる。本発明の実施形態に係る電力変換装置１では、安全性の観点と、電力の有効利用の観点から、コンデンサ６０に蓄積された直流電力を充電可能電池１１に対して回生する。
【００４３】
図５は、回生時の動作を説明するための図である。図５に示すように、回生時には、半導体ブリッジ７０が動作を停止する。すなわち、半導体スイッチ７１〜７４は、全てオフの状態に制御される。これにより、出力端子８３，８４とコンデンサ６０とが遮断された状態となる。
【００４４】
また、半導体ブリッジ５０は、コンバータ動作をする。すなわち、前述した図３と同様に、半導体スイッチ５１，５４がオンの状態に制御されるとともに半導体スイッチ５２，５３がオフの状態に制御されることで、二次巻線３２に対してコンデンサ６０から図の上から下向きの電流が流れる。また、半導体スイッチ５２，５３がオンの状態に制御されるとともに半導体スイッチ５１，５４がオフの状態に制御されることで、二次巻線３２に対してコンデンサ６０から図の下から上向きの電流が流れる。この結果、トランス３０の一次巻線３１には、巻数比に応じた交流電力が出力される。
【００４５】
半導体ブリッジ２０は、図４と同様の動作によって、トランス３０の一次巻線３１から出力される交流電力を全波整流して直流電力に変換し、充電可能電池１１に供給して充電する。より詳細には、一次巻線３１の出力電圧が正である場合（図４の上側の端子がプラスの場合）には、半導体スイッチ２１，２４がオンの状態に制御されるとともに半導体スイッチ２２，２３がオフの状態に制御されることで、充電可能電池１１に対して図の上から下向きの電流が流れる。また、一次巻線３１の出力電圧が負である場合（図４の下側の端子がプラスの場合）には、半導体スイッチ２２，２３がオンの状態に制御されるとともに半導体スイッチ２１，２４がオフの状態に制御されることで、充電可能電池１１に対して図の上から下向きの電流が流れる。
【００４６】
制御部１０は、スイッチ４０を制御して、二次巻線３２の中間タップを選択することで、二次巻線３２の巻数を減少させ、巻線比を変更することができる。これにより、コンデンサ６０の端子電圧が低下した場合でも、回生を行うことができる。
【００４７】
なお、最初から中間タップを選択するのではなく、回生によってコンデンサ６０に蓄積されている電力が減少した場合に中間タップを選択するようにしてもよい。より詳細には、制御部１０は、コンデンサ６０の端子電圧が所定の閾値以下になった場合、半導体ブリッジ５０の出力電圧が０となるタイミングで、スイッチ４０を下側の接続状態から上側の接続状態（図５に示す接続状態）に変更するようにしてもよい。これにより、半導体ブリッジ５０の出力先は、二次巻線３２の終端タップから中間タップに変更されるので、巻数比が増加し、その結果、出力電圧が増加する。これにより、コンデンサ６０に蓄積されている電力をより有効に使用することができる。
【００４８】
つぎに、図６を参照して、図１に示す制御部１０において実行される処理の一例について説明する。図６に示すフローチャートの処理が開始されると、以下のステップが実行される。
【００４９】
ステップＳ１０では、制御部１０は、電力変換装置１の状態を検出する。例えば、電力変換装置１を起動させるための図示しない動作スイッチの状態や充電可能電池１１の不具合の有無等を検出する。
【００５０】
ステップＳ１１では、制御部１０は、ステップＳ１０の検出結果により、通常動作を選択するか否かを判定する。その結果、通常動作を選択すると判定した場合（ステップＳ１１：Ｙ）にはステップＳ１２に進み、それ以外の場合（ステップＳ１１：Ｎ）にはステップＳ１８に進む。
【００５１】
ステップＳ１２では、制御部１０は、スイッチ４０を通常側（図１の下側）に切り換える。
【００５２】
ステップＳ１３では、制御部１０は、図１に示すように、半導体ブリッジ２０をコンバータとして動作させる。これにより、充電可能電池１１から出力される直流電力が交流電力に変換され、トランス３０の二次巻線３２から所定の電圧の交流電力が出力される。
【００５３】
ステップＳ１４では、制御部１０は、図１に示すように、半導体ブリッジ５０を整流回路として動作させる。これにより、トランス３０の二次巻線３２から出力される交流電力は全波整流され、直流電力に変換されてコンデンサ６０に蓄積される。
【００５４】
ステップＳ１５では、制御部１０は、図１に示すように、半導体ブリッジ７０をインバータとしてとして動作させる。これにより、コンデンサ６０に蓄積されている直流電力は、交流電力に変換されて出力端子８３，８４から出力される。なお、以上では、ステップＳ１３〜ステップＳ１５の処理は順次実行される説明としたが、実際には、これらの処理は、同時に実行されるとともに持続的に実行される。
【００５５】
ステップＳ１６では、制御部１０は、電力変換装置１の状態を検出する。例えば、電力変換装置１を起動させるための図示しない動作スイッチの状態等を検出したり、充電可能電池１１の不具合の有無を検出したりする。
【００５６】
ステップＳ１７では、制御部１０は、ステップＳ１６における検出結果に基づいて、電力変換装置１の動作の切換が必要か否かを判定し、動作の切換が必要と判定した場合（ステップＳ１７：Ｙ）にはステップＳ１８に進み、それ以外の場合にはステップＳ１６に戻って同様の処理を繰り返す。
【００５７】
ステップＳ１８では、制御部１０は、充電可能電池１１に不具合が発生したか否かを判定し、不具合が発生したと判定した場合（ステップＳ１８：Ｙ）はステップＳ１９に進み、それ以外の場合（ステップＳ１８：Ｎ）にはステップＳ２０に進む。例えば、充電可能電池１１の出力電圧が通常よりも低下した場合には、Ｙと判定してステップＳ１９に進む。
【００５８】
ステップＳ１９では、制御部１０は、充電可能電池１１の端子電圧と所定の閾値Ｔｈ１とを比較し、端子電圧＜Ｔｈ１を満たす場合（ステップＳ１９：Ｙ）にはステップＳ２０に進み、それ以外の場合（ステップＳ１９：Ｎ）には同様の処理を繰り返す。なお、ステップＳ１９の処理は、充電可能電池１１の出力が低下した場合であっても、できる限り充電可能電池１１に蓄積されている電力を有効に利用するための処理である。
【００５９】
ステップＳ２０では、制御部１０は、半導体ブリッジ７０の動作を停止する。より詳細には、制御部１０は、半導体スイッチ７１〜７４を全てオフの状態にする。
【００６０】
ステップＳ２１では、制御部１０は、半導体ブリッジ７０が動作を完全に停止したか否かを判定し、動作を停止したと判定した場合（ステップＳ２１：Ｙ）にはステップＳ２２に進み、それ以外の場合（ステップＳ２１：Ｎ）には同様の処理を繰り返す。なお、ステップＳ２１の処理は、半導体スイッチ７１〜７４は、オフの状態に制御してから、実際にオフの状態になるまである程度の時間を要することから、半導体スイッチ７１〜７４の全てが完全にオフの状態になるまで待機するためである。これにより、出力端子８３，８４とコンデンサ６０とが絶縁された状態となる。
【００６１】
ステップＳ２２では、制御部１０は、スイッチ４０を回生側（図１の上側）に切り換える。なお、図６に示すフローチャートでは、回生動作の開始とともに、スイッチ４０を上側に切り換えているが、前述したように、コンデンサ６０の電圧が低下した場合に、スイッチ４０を上側に切り換えるようにしてもよい。
【００６２】
ステップＳ２３では、制御部１０は、図５に示すように、半導体ブリッジ５０をコンバータとして動作させる。この結果、コンデンサ６０に蓄積されている直流電力が交流電力に変換されて、トランス３０の一次巻線３１から出力される。
【００６３】
ステップＳ２４では、制御部１０は、図５に示すように、半導体ブリッジ２０を整流回路として動作させる。この結果、トランス３０の一次巻線３１から出力される交流電力は全波整流されて直流電力に変換され、充電可能電池１１を充電する。
【００６４】
ステップＳ２５では、制御部１０は、電力変換装置１の状態検出を行う。より詳細には、制御部１０は、コンデンサ６０の端子電圧（またはトランス３０の一次巻線３１の電圧）を検出する。
【００６５】
ステップＳ２６では、制御部１０は、ステップＳ２５で検出した、コンデンサ６０の端子電圧と所定の閾値Ｔｈ２とを比較し、出力電圧＜Ｔｈ２を満たす場合（ステップＳ２６：Ｙ）にはステップＳ２７に進み、それ以外の場合（ステップＳ２６：Ｎ）にはステップＳ２５に戻って同様の処理を繰り返す。
【００６６】
ステップＳ２７では、制御部１０は、半導体ブリッジ２０，５０の動作を停止させる。この結果、半導体ブリッジ２０は整流回路としての動作を停止し、半導体ブリッジ５０はコンバータとしての動作を停止する。
【００６７】
ステップＳ２８では、制御部１０は、半導体ブリッジ５０を短絡させる。より詳細には、制御部１０は、半導体スイッチ５１〜５４を全てオンの状態にする。これにより、コンデンサ６０に残留している電荷が全て放電される。
【００６８】
以上の動作によれば、前述した動作を実現することができる。
【００６９】
以上に説明したように、本発明の実施形態によれば、コンデンサ６０に蓄積されている電荷を、充電可能電池１１に回生することができるので、電力を有効利用できるとともに、安全性を一層高めることができる。
【００７０】
また、本発明の実施形態によれば、例えば、充電可能電池１１に不具合が発生して電圧が低下した場合、コンデンサ６０に蓄積された電力を回生することで、充電可能電池１１に接続されている負荷（不図示）の動作を延長することができる。これにより、例えば、負荷としてのＥＣＵ（Electric Control Unit）がシャットダウン動作を行って通常終了することで、データの消滅等を防ぐことができる。
【００７１】
（Ｅ）変形実施形態の説明
以上の実施形態は一例であって、本発明が上述したような場合のみに限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、以上の実施形態では、３つの半導体ブリッジ２０，５０，７０を設けるようにしたが、例えば、直流電力を出力する場合には、半導体ブリッジ７０を除外するようにしてもよい。
【００７２】
また、以上の実施形態では、コンデンサ６０を用いるようにしたが、コンデンサ６０の代わりに、例えば、充電可能電池を用いるようにしてもよい。あるいは、充電可能電池とコンデンサ６０とを並列に接続するようにしてもよい。
【００７３】
また、以上の実施形態では、トランス３０の出力側にスイッチ４０を設けるようにしたが、スイッチ４０を除外する構成としてもよい。また、以上の実施形態では、スイッチ４０は、トランス３０の二次巻線３２の２つのタップのいずれかを選択するようにしたが、３つ以上のタップを設けてこれらをコンデンサ６０の電圧に応じて選択するようにしてもよい。
【００７４】
また、以上の実施形態では、二次巻線３２側にスイッチ４０を設けるようにしたが、例えば、一次巻線３１側にスイッチを設けて、巻線比を変更するようにしてもよい。要は、巻線比を選択可能であればよい。
【００７５】
また、図６に示すフローチャートは一例であって、これ以外のフローチャートを用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１    電力変換装置
１０  制御部
１１  充電可能電池
１２  コンデンサ
２０  半導体ブリッジ
２１〜２４  半導体スイッチ
３０  トランス
３１  一次巻線
３２  二次巻線
４０  スイッチ
５０  半導体ブリッジ
５１〜５４  半導体スイッチ
６０  コンデンサ
７０  半導体ブリッジ
７１〜７４  半導体スイッチ
８０，８１  コイル
８２  コンデンサ
８３，８４  出力端子
【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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