(57)【要約】【課題】高電圧バッテリー及び低電圧バッテリーをそれぞれ充電させる電力変換装置を提供する。【解決手段】第１及び２バッテリーを充電させる電力変換装置は、外部供給される常用交流電源を直流電源に変換して出力する入力部と、変換された直流電源を交流電源に変換して出力する第１電力変換部と、第１動作モードにおいて、第１電力変換部を介して変換された交流電源を直流電源に変換して第１バッテリーを充電させ、第２動作モードにおける第１バッテリーを介して出力される直流電源を交流電源に変換する第２電力変換部と、第２動作モードにおいて、第２電力変換部を介して変換された交流電源を直流電源に変換して第２バッテリーを充電させる第３電力変換部と、外部供給の制御信号に応じて第１動作モードでは、第１及び第２電力変換部を互いに接続し、第２動作モードでは、第２及び第３電力変換部を互いに接続する切り替えスイッチ部とを備える。【選択図】図２
2015122940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び２バッテリーを充電させる電力変換装置であって、
外部から供給される常用交流電源を直流電源に変換して出力する入力部と、
前記入力部を介して変換された直流電源を交流電源に変換して出力する第１電力変換部と、
第１動作モードにおいて、前記第１電力変換部を介して変換された交流電源を直流電源に変換して前記第１バッテリーを充電させ、第２動作モードにおける前記第１バッテリーを介して出力される直流電源を交流電源に変換する第２電力変換部と、
第２動作モードにおいて、前記第２電力変換部を介して変換された交流電源を直流電源に変換して前記第２バッテリーを充電させる第３電力変換部と、
外部から供給される制御信号に応じて前記第１動作モードでは、前記第１電力変換部と第２電力変換部との間を互いに接続し、前記第２動作モードでは、前記第２電力変換部と第３電力変換部との間を互いに接続する切り替えスイッチ部と
を備える電力変換装置。
【請求項２】
前記第１動作モードにおける前記第３電力変換部は、前記切り替えスイッチ部に接続しないことにより動作を中止し、
前記第２動作モードにおける第１電力変換部は、前記切り替えスイッチ部に接続しないことにより動作を中止する請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第２電力変換部は、前記第１動作モード及び第２動作モードの両方で動作する第１共用回路部及び第２共用回路部を備える請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第１共用回路部は、
第１動作モードにおいて、前記第１電力変換部を介して出力される交流電源を整流して直流電源に変換し、
第２動作モードにおいて、前記第２共用回路部を介して出力される直流電源を交流電源に変換する請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第２共用回路部は、
第１動作モードにおいて、前記第１バッテリーに供給される直流電源に対する出力フィルタの機能を行い、
第２動作モードにおいて、前記第１共用回路部に供給される直流電源に対する入力フィルタの機能を行う請求項３または４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記第１共用回路部は、複数の能動スイッチング素子から構成される請求項３ないし５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置に関し、特に高電圧バッテリー及び低電圧バッテリーをそれぞれ充電させる電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置は、ハイブリッド（ＰＨＥＶ）あるいは一般電気自動車（ＢＥＶ）などに備えられ、外部から常用交流電源を受け取って、電気自動車の走行用高圧バッテリーを充電するシステムを有する。かかる高圧バッテリー充電は、電気自動車に搭載された搭載型充電器（ＯＢＣ：Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｃｈａｒｇｅｒ）により行われる。
【０００３】
電力変換装置は、常用電源を電波整流を介して直流に変換した後、アクティブフィルタで力率調整をし、インバータで高周波交流に変換した後、トランスフォーマーを経て直流に変換して、電気自動車の走行に必要な電力を供給する高圧バッテリーに充電する。
【０００４】
また、電力変換装置は、入力される直流電圧を高速でスイッチングして高周波交流に変換して出力する高速スイッチング回路を備える。
【０００５】
一方、電気自動車において電装用電源システムに電源を供給する低圧バッテリーの充電は、走行用高圧バッテリーの出力を直流−直流変換器回路を介して減圧させて行なわれる。高効率の直流−直流変換器回路は、また入力される直流電圧を高速でスイッチングして、高周波交流に変換して出力する高速スイッチング回路を備える。
【０００６】
よって、電気自動車には、高圧バッテリーを充電するための充電器と、低圧バッテリーを充電するための充電器とが搭載される。
【０００７】
図１は、従来の技術に係る電力変換装置を示す回路図である。
【０００８】
図１に示すように、従来の技術に係る電力変換装置は、入力部１１、第１入力スイッチ部１２、第１変圧部１３、第１出力整流部１４、第１出力フィルタ部１５、高圧バッテリー１６、入力フィルタ部２１、第２入力スイッチ部２２、第２変圧部２３、第２出力整流部２４、第２出力フィルタ部２５、及び低圧バッテリー２６を備える。
【０００９】
上記のような電力変換装置の動作を述べると、まず常用交流電源は、入力部１１に供給される。
【００１０】
入力部１１は、常用交流電源を電波整流して直流に変換した後、力率を調整して出力する。
【００１１】
第１入力スイッチ部１２は、複数のスイッチから構成されて、入力部１１を介して出力される直流電源を交流矩形波に変換する。
【００１２】
第１変圧部１３は変圧器であって、第１入力スイッチ部１２を介して出力される電源に対する変圧機能を行う。
【００１３】
第１変圧部１３を介して出力される電源は、第１出力整流部１４を介して整流された後、第１出力フィルタ部１５を介してフィルタリングされて高圧バッテリー１６に充電される。
【００１４】
これと同様に、入力フィルタ部２１は、高圧バッテリー１６の放電により出力される電源をフィルタリングする。
【００１５】
そして、上述のように、フィルタリングされた電源は、第２入力スイッチ部２２、第２変圧部２３、第２出力整流部２４及び第２出力フィルタ部２５を介して入力フィルタ部２１を介して低圧バッテリー２６に充電される。
【００１６】
上記のように、従来の技術に係る電力変換装置は、高圧バッテリー充電のための第１充電器−入力部１１、第１入力スイッチ部１２、第１変圧部１３、第１出力整流部１４、第１出力フィルタ部１５、高圧バッテリー１６、低圧バッテリー充電のための第２充電器−入力フィルタ部２１、第２入力スイッチ部２２、第２変圧部２３、第２出力整流部２４、第２出力フィルタ部２５、及び低圧バッテリー２６を備える。
【００１７】
このとき、上記のように従来の技術に係る電力変換装置は、互いに同じ機能を行うスイッチ部、整流部及びフィルタ部が第１充電器と第２充電器にそれぞれ備えられているから、電気自動車の内部に搭載される電力変換装置の体積が大きくなり、製品単価が上昇するという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明に係る実施の形態では、高圧バッテリーを充電する第１充電器と、低圧バッテリーを充電する第２充電器の素子のうちの一部を共用化できる電力変換装置を提供する。
【００１９】
また、実施の形態では、一つのスイッチ部及びフィルタを利用して高圧バッテリーの充電及び低圧バッテリーの充電動作を行うことができる電力変換装置を提供する。
【００２０】
提案される実施の形態において達成しようとする技術的課題らは、以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されないさらに他の技術的課題は、下記の記載から提案される実施の形態が属する技術分野における通常の知識を有した者にとって明確に理解されうるはずである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
実施の形態による第１及び２バッテリーを充電させる電力変換装置は、外部から供給される常用交流電源を直流電源に変換して出力する入力部と、前記入力部を介して変換された直流電源を交流電源に変換して出力する第１電力変換部と、第１動作モードにおいて、前記第１電力変換部を介して変換された交流電源を直流電源に変換して前記第１バッテリーを充電させ、第２動作モードにおける前記第１バッテリーを介して出力される直流電源を交流電源に変換する第２電力変換部と、第２動作モードにおいて、前記第２電力変換部を介して変換された交流電源を直流電源に変換して前記第２バッテリーを充電させる第３電力変換部と、外部から供給される制御信号に応じて前記第１動作モードでは、前記第１電力変換部と第２電力変換部との間を互いに接続し、前記第２動作モードでは、前記第２電力変換部と第３電力変換部との間を互いに接続する切り替えスイッチ部とを備える。
【００２２】
また、前記第１動作モードにおける前記第３電力変換部は、前記切り替えスイッチ部に接続しないことにより動作を中止し、前記第２動作モードにおける第１電力変換部は、前記切り替えスイッチ部に接続しないことにより動作を中止する。
【００２３】
また、前記第２電力変換部は、前記第１動作モード及び第２動作モードの両方で動作する第１共用回路部及び第２共用回路部を備える。
【００２４】
また、前記第１共用回路部は、第１動作モードにおいて、前記第１電力変換部を介して出力される交流電源を整流して直流電源に変換し、第２動作モードにおいて、前記第２共用回路部を介して出力される直流電源を交流電源に変換する。
【００２５】
また、前記第２共用回路部は、第１動作モードにおいて、前記第１バッテリーに供給される直流電源に対する出力フィルタの機能を行い、第２動作モードにおいて、前記第１共用回路部に供給される直流電源に対する入力フィルタの機能を行う。
【００２６】
また、前記第１共用回路部は、複数の能動スイッチング素子から構成される。
【００２７】
一方、実施の形態に係る電力変換装置は、第１スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子のソース電極に接続したドレイン電極、第４スイッチング素子のソース電極に接続したソース電極を有する第２スイッチング素子と、前記第１スイッチングのドレイン電極に接続したドレイン電極、第４スイッチング素子のドレイン電極に接続したソース電極を有する第３スイッチング素子と、第３スイッチング素子のソース電極に接続したドレイン電極、第２スイッチング素子のソース電極に接続したソース電極を有する第４スイッチング素子と、前記第３スイッチング素子のドレイン電極が一端が接続され、第１キャパシタの一端及び高圧バッテリーの一端に他端が接続したインダクターと、前記インダクターの他端に一端が接続され、高圧バッテリーの他端及び前記第４スイッチング素子のソース電極に他端が接続したキャパシタと、一端が高圧充電器及び低圧充電器のうちの何れか一つに選択的に接続され、他端が前記第１スイッチング素子のソース電極及び第２スイッチング素子のドレイン電極の間に接続したスイッチとを備える。
【００２８】
また、前記第１ないし４スイッチング素子は、能動スイッチング素子から構成される。
【００２９】
また、前記第１ないし４スイッチング素子は、前記スイッチの一端が高圧充電器に接続した場合、整流器として動作し、前記スイッチの一端が低圧充電器に接続した場合、直流電源を交流電源に変換する入力スイッチングとして動作する。
【００３０】
また、前記インダクター及びキャパシタは、前記スイッチの一端が高圧充電器に接続した場合、前記高圧充電器の出力フィルタとして動作し、前記スイッチの一端が低圧充電器に接続した場合、前記低圧充電器の入力フィルタとして動作する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明に係る実施の形態によれば、低圧バッテリー充電器及び高圧バッテリー充電器の統合型構造において、切り替えスイッチを利用して電源の伝達経路を変更することによって、従来の回路に構成された一部素子の除去が可能であるから、回路構造の単純化、体積減少及び価格低減を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】従来の技術に係る電力変換装置を示す回路図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電力変換装置の概略ブロック図である。
【図３】図２に示す電力変換装置の詳細回路構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る高圧バッテリーを充電するための動作回路図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る低圧バッテリーを充電するための動作回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明の利点及び特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施の形態を参照すれば明確になるはずである。しかしながら、本発明は、以下に開示される実施の形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現化されることができ、但し本実施の形態は、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野における通常の知識を有した者に発明の範ちゅうを完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範ちゅうにより定義されるだけである。明細書全般にわたって同じ参照番号で表示された部分は、同じ構成要素を示す。
【００３４】
本発明の実施の形態を説明するに当たって、公知の機能又は構成についての具体的な説明が本発明の要旨を不明確にする恐れがあると判断される場合には、その詳細な説明を省略する。そして、後述する用語は、本発明での機能を考慮して定義された用語であり、これは、ユーザー、操作者の意図又は慣例などによって変わりうる。したがって、その定義は、本明細書全般にわたる内容に基づいて行わなければならない。
【００３５】
図２は、本発明の実施の形態に係る電力変換装置の概略ブロック図である。
【００３６】
図２に示すように、電力変換装置は、入力部１１０、第１電力変換部１２０、第２電力変換部１３０、高圧バッテリー１４０、第３電力変換部１５０、低圧バッテリー１６０、切り替えスイッチ部１７０及び制御部１８０を備える。
【００３７】
入力部１１０は、外部から常用交流電源を受け取り、これを直流電源に変換して出力する。
【００３８】
このために、入力部１１０は、入力される常用交流電源の過電流を遮断する入力フィルタ、入力フィルタから出力される交流電源を整流して出力する整流器、及び整流器で整流された電源の力率を補償して出力する力率補償回路（ＰＦＣ）を備える。
【００３９】
入力フィルタは、少なくとも一つのインダクターから構成されることができる。
【００４０】
整流器は、ブリッジ整流器を備えることができる。このとき、ブリッジ整流器をなす複数のダイオードは、所定駆動電圧以上においてのみターンオンになって入力電源を出力するので、整流器の出力電源は、矩形波をなさない。したがって、整流器の後段に配置される素子には、電源が入力されない時間が発生し、これは、力率を減少させる要因として作用する。
【００４１】
よって、力率補償回路は、整流器を介して出力される直流電源の力率を補償する。このとき、力率補償回路は、力率補償のために、少なくとも一つのインダクターを備え、インダクターにエネルギーを貯蔵してから上記のように電源が入力されない区間に貯蔵されたエネルギーを後段に配置された素子に流すことによって、力率を補償する。
【００４２】
このために、力率補償回路は、整流器に接続したインダクターと、制御部１８０の制御信号に応じて選択的にスイッチング動作を行って、インダクターに貯蔵されたエネルギーを出力するトランジスタと、逆方向電流が流れるのを防止するためのダイオードとを備える。
【００４３】
第１電力変換部１２０は、入力部１１０を介して出力される直流電源を交流電源に変換して出力する。
【００４４】
このとき、第１電力変換部１２０は、複数のスイッチング素子からなって入力部１１０を介して出力される直流電源を交流電源に変換する入力スイッチング１２１と、入力スイッチング１２１を介して出力される交流電源を変圧する第１変圧器１２２とを備える。
【００４５】
第１電力変換部１２０は、入力部１１０を介して出力される直流電源を高圧バッテリー１４０の充電に適した交流電源に変換して出力する。
【００４６】
第２電力変換部１３０は、第１動作モードにおいて、第１電力変換部１２０に接続され、それによって第１電力変換部１２０を介して出力される交流電源を高圧バッテリー１４０を充電するための直流電源に変換する。
【００４７】
高圧バッテリー１４０は、第１動作モードにおける第２電力変換部１３０を介して出力される直流電源により充電される。
【００４８】
高圧バッテリー１４０は、好ましくは、燃料電池として、水素（Ｈ2）と空気の中で酸素（Ｏ2）との化学反応により電気エネルギーを生成させてスタックに蓄積する方式により、内部に貯蔵された直流電源を発生させることができ、また第２電力変換部１３０を介して供給される直流電源により充電されることができる。
【００４９】
一方、第２電力変換部１３０は、第２動作モードにおいて、高圧バッテリー１４０から直流電源の供給を受け、それにより供給を受けた直流電源を交流電源に変換して出力する。
【００５０】
このとき、第２動作モードにおける第２電力変換部１３０を介して出力される交流電源は、第３電力変換部１５０に供給される。
【００５１】
すなわち、第１動作モードにおける第２電力変換部１３０は、第１電力変換部１２０に接続され、それにより第１電力変換部１２０を介して出力される交流電源を直流電源に変換して、高圧バッテリー１４０に供給する。
【００５２】
また、第２動作モードにおける第２電力変換部１３０は、第３電力変換部１５０に接続され、それにより高圧バッテリー１４０を介して出力される直流電源を交流電源に変換して、第３電力変換部１５０に供給する。
【００５３】
また、第１動作モードにおける高圧バッテリー１４０は、第２電力変換部１３０を介して供給される直流電源により充電動作を行う。また、第２動作モードにおける高圧バッテリー１４０は、第２電力変換部１３０に直流電源を供給するための放電動作を行う。
【００５４】
第３電力変換部１５０は、第２電力変換部１３０を介して供給される交流電源を低圧バッテリー１６０を充電するための直流電源に変換し、変換した直流電源を低圧バッテリー１６０に供給する。
【００５５】
第３電力変換部１５０は、第２電力変換部１３０を介して供給される交流電源を変圧する第２変圧器１５１と、第２変圧器１５１を介して変圧された交流電源を整流して直流電源を出力する整流部１５２と、整流された直流電源をフィルタリングする出力フィルタ部１５３とを備える。
【００５６】
切り替えスイッチ部１７０は、第２電力変換部１３０の動作モードを決定する。すなわち、切り替えスイッチ部１７０は、第１動作モードにおける第２電力変換部１３０と第１電力変換部１２０との間を接続する。
【００５７】
また、切り替えスイッチ部１７０は、第２動作モードにおける第２電力変換部１３０と第３電力変換部１５０との間を接続する。
【００５８】
これにより、第３電力変換部１５０は、第１動作モードにおいて切り替えスイッチ１７０により第２電力変換部１３０と電気的に接続していない状態になり、これによって別の動作を行わない。
【００５９】
また、第１電力変換部１２０は、第２動作モードにおいて切り替えスイッチ１７０により第２電力変換部１３０と電気的に接続していない状態になり、これによって別の動作を行わない。
【００６０】
制御部１８０は、電力変換装置の全般的な動作を制御する。
【００６１】
まず、制御部１８０は、入力部１１０を構成する力率補償回路に備えられたスイッチング素子のスイッチングを制御して、入力部１１０を介して出力される電源の力率が補償されるようにする。
【００６２】
また、制御部１８０は、第１電力変換部１２０に構成されたスイッチング素子のスイッチングを制御して、第１電力変換部１２０の電源変換動作を制御する。
【００６３】
また、制御部１８０は、第２電力変換部１３０に構成されたスイッチング素子のスイッチングを制御して、第２電力変換部１３０の電源変換動作を制御する。
【００６４】
また、制御部１８０は、第３電力変換部１５０に構成されたスイッチング素子のスイッチングを制御して、第３電力変換部１３０の電源変換動作を制御する。
【００６５】
そして、制御部１８０は、切り替えスイッチ部１７０のスイッチングを制御して、第２電力変換部１３０の動作モードを決定する。
【００６６】
すなわち、制御部１８０は、高圧バッテリー１４０の充電が必要な第１動作モードでは、切り替えスイッチ部１７０が第１電力変換部１２０と第２電力変換部１３０との間を接続するようにして、第２電力変換部１３０が高圧バッテリーを充電するための電力変換部として動作するようにする。
【００６７】
これとは異なり、制御部１８０は、低圧バッテリー１６０の充電が必要な第２動作モードにおいて、切り替えスイッチ部１７０が第２電力変換部１３０と第３電力変換部１５０との間を接続するようにして、第２電力変換部１３０が低圧バッテリーを充電するための電力変換部として動作するようにする。
【００６８】
このとき、制御部１８０は、現在電気自動車の状態を把握し、把握した状態に応じて高圧バッテリー１４０を充電するための第１動作モードと、低圧バッテリー１６０を充電するための第２動作モードとを決定できる。
【００６９】
例えば、制御部１８０は、交流常用電源が入力部１１０に接続すると、現状態を第１動作モード状態と認識し、それにより切り替えスイッチ部１７０が第１電力変換部１２０と第２電力変換部１３０との間を接続するようにすることができる。
【００７０】
上記のように、本発明は、第２電力変換部１３０が第１動作モードにおいて第１電力変換部１２０に接続されて、高圧バッテリーを充電する高圧バッテリー充電器として動作するようになり、第２動作モードにおいて第３電力変換部１５０に接続されて、低圧バッテリーを充電する低圧バッテリー充電器として動作するようになる。
【００７１】
前記のような本発明に係る実施の形態によれば、低圧バッテリー充電器及び高圧バッテリー充電器の統合型構造において、切り替えスイッチを利用して電源の伝達経路を変更することによって、従来の回路に構成された一部素子の除去が可能であるから、回路構造の単純化、体積減少及び価格低減を達成できる。
【００７２】
図３は、図２に示す電力変換装置の詳細回路構成図である。
【００７３】
図３に示すように、本発明の電力変換装置の詳細回路構成について説明する。
【００７４】
図３に示すように、まず電力変換装置は、入力部１１０、入力スイッチ部１２１、第１変圧器１２２、第１共用回路部１３１、第２共用回路部１３２、高圧バッテリー１４０、第２変圧器１５１、整流部１５２、出力フィルタ１５３、低圧バッテリー１６０及び切り替えスイッチ部１７０を備える。
【００７５】
入力部１１０は、上述したように、入力フィルタ、整流器及び力率改善回路を備えて構成されるので、これについての詳細な説明は省略する。
【００７６】
入力スイッチ部１２１は、第１スイッチング素子Ｑ１、第２スイッチング素子Ｑ２、第３スイッチング素子Ｑ３及び第４スイッチング素子Ｑ４を備えて構成される。
【００７７】
第１スイッチング素子Ｑ１のゲート電極は、制御部１８０に接続されて、スイッチング信号を受信する。
【００７８】
第１スイッチング素子Ｑ１は、入力部１１０の第１ノード（ポジティブ電源ノード）に接続したドレイン電極、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン電極に接続したソース電極を備える。
【００７９】
第２スイッチング素子Ｑ２は、第１スイッチング素子Ｑ１のソース電極に接続したドレイン電極、入力部１１の第２ノード（ネガティブ電源ノード）に接続したソース電極を備える。
【００８０】
第３スイッチング素子Ｑ３は、第１スイッチング素子Ｑ１のドレイン電極に接続したドレイン電極、第４スイッチング素子Ｑ４のドレイン電極に接続したソース電極を備える。
【００８１】
第４スイッチング素子Ｑ４は、第３スイッチング素子Ｑ３のソース電極に接続したドレイン電極及び第２スイッチング素子Ｑ２のソース電極に接続したソース電極を備える。
【００８２】
第１ないし４スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のゲート電極は全部制御部１８０に接続され、制御部１８０からゲート信号を受信するようになる。
【００８３】
一方、第１ないし４スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のそれぞれは、一端がドレイン電極に接続し他端がソース電極に接続するボディーダイオードと、キャパシタとを備える。
【００８４】
第１変圧器１２２は、第１インダクターＬ１と、第２インダクターＬ２とを備える。
【００８５】
第１インダクターＬ１の第１端は、第３スイッチング素子Ｑ３のソース電極と、第４スイッチング素子Ｑ４のドレイン電極との間に接続され、第２端は、第１スイッチング素子Ｑ１のソース電極と、第２スイッチング素子Ｑ２のドレイン電極との間に接続される。
【００８６】
第２インダクターＬ２は、第１端が切り替えスイッチ部１７０の第１端に接続され、第２端は、後述する第７スイッチング素子Ｑ７のソース電極と、第８スイッチング素子Ｑ８のドレイン電極との間に接続される。
【００８７】
切り替えスイッチ部１７０は、第１端が第２インダクターＬ２の第１端または後述する第４インダクターＬ４の第１端に接続され、第２端が第５スイッチング素子Ｑ５のソース電極と、第６スイッチング素子Ｑ６のドレイン電極との間に接続される。
【００８８】
第１共用回路部１３１は、第５スイッチング素子Ｑ５、第６スイッチング素子Ｑ６、第７スイッチング素子Ｑ７及び第８スイッチング素子Ｑ８を備える。
【００８９】
第５スイッチング素子Ｑ５は、第７スイッチング素子Ｑ７のドレイン電極に接続するドレイン電極と、第６スイッチング素子Ｑ６のドレイン電極に接続するソース電極とを備える。
【００９０】
第６スイッチング素子Ｑ６は、第５スイッチング素子Ｑ５のソース電極に接続するドレイン電極と、第８スイッチング素子Ｑ８のソース電極に接続するソース電極とを備える。
【００９１】
第７スイッチング素子Ｑ７は、第５スイッチング素子Ｑ５のドレイン電極に接続するドレイン電極と、第８スイッチング素子Ｑ８のドレイン電極に接続するソース電極とを備える。
【００９２】
第８スイッチング素子Ｑ８は、第７スイッチング素子Ｑ７のソース電極に接続するドレイン電極と、第６スイッチング素子Ｑ６のソース電極に接続するソース電極とを備える。
【００９３】
第５ないし８スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８は、第１動作モードにおける第１変圧器１２２を介して出力される交流電源を整流して出力する。
【００９４】
これにより、第１共用回路部１３１は、第１動作モードにおいて整流器機能を行う。
【００９５】
また、第５ないし８スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８は、第２動作モードにおいて高圧バッテリー１４０を介して出力される直流電源を交流電源に変換する。
【００９６】
これにより、第１共用回路部１３１は、第２動作モードにおいて入力スイッチ部と同じ機能を行う。
【００９７】
第２共用回路部１３２は、第３インダクターＬ３と、第１キャパシタＣ１とを備える。
【００９８】
第３インダクターＬ３の一端は、第７スイッチング素子Ｑ７のドレイン電極に接続され、他端は、キャパシタの一端に接続される。
【００９９】
第１キャパシタＣ１は、一端が第３インダクターＬ３の他端に接続され、他端は、第８スイッチング素子Ｑ８のソース電極に接続される。
【０１００】
第３インダクターＬ３と、第１キャパシタＣ１とは、第１動作モードにおける第１共用回路部１３１を介して整流された直流電源をフィルタリングするフィルタである。
【０１０１】
これにより、第２共用回路部１３２は、第１動作モードにおいて高圧バッテリー充電器を構成する出力フィルタとしての機能を行う。
【０１０２】
また、第３インダクターＬ３と、第１キャパシタＣ１とは、第２動作モードにおいて高圧バッテリー１４０を介して出力された直流電源をフィルタリングするフィルタである。
【０１０３】
これにより、第２共用回路部１３２は、第２動作モードにおいて低圧バッテリー充電器を構成する入力フィルタとしての機能を行う。
【０１０４】
第２電力変換部１５０は、第２変圧器１５１、整流部１５２及び出力フィルタ１５３を備える。
【０１０５】
第２変圧器１５１は、第４インダクターＬ４と、第５インダクターＬ５と、第６インダクターＬ６とを備える。
【０１０６】
第４インダクターＬ４は、切り替えスイッチ部１７０のスイッチの一端と選択的に接続されて、第５スイッチング素子Ｑ５のソース電極と、第６スイッチング素子Ｑ６のドレイン電極との間に接続され、他端は、第７スイッチング素子Ｑ７のソース電極と第８スイッチング素子Ｑ８のドレイン電極との間に接続される。
【０１０７】
第５インダクターＬ５は、第９スイッチング素子Ｑ９のドレイン電極に一端が接続され、第６インダクターＬ６の一端に他端が接続される。
【０１０８】
第６インダクターＬ６は、第５インダクターＬ５の他端に一端が接続され、第スイッチング素子Ｑ１０のドレイン電極に他端が接続される。
【０１０９】
整流部１５２は、第９スイッチング素子Ｑ９と第スイッチング素子Ｑ１０とを備える。
【０１１０】
第９スイッチング素子Ｑ９は、第５インダクターＬ５の一端にドレイン電極が接続され、第７インダクターＬ７の一端にソース電極が接続される。
【０１１１】
第スイッチング素子Ｑ１０は、第６インダクターＬ６の他端にドレイン電極が接続され、第７インダクターＬ７の一端にソース電極が接続される。
【０１１２】
出力フィルタ１５３は、第７インダクターＬ７と第２キャパシタＣ２とを備える。
【０１１３】
第７インダクターＬ７は、一端が第９スイッチング素子Ｑ９のソース電極及び第スイッチング素子Ｑ１０のソース電極に接続され、他端が第２キャパシタＣ２の一端に接続される。
【０１１４】
第２キャパシタＣ２は、一端が第７インダクターＬ７の他端に接続され、他端が第５インダクターＬ５の他端と、第６インダクターＬ６の一端との間に接続する。
【０１１５】
図４は、本発明の実施の形態に係る高圧バッテリーを充電するための動作回路図で、図５は、本発明の実施の形態に係る低圧バッテリーを充電するための動作回路図である。
【０１１６】
図４に示すように、高圧バッテリー１４０の充電動作モードでは、入力部１１０、第１電力変換部１２０、切り替えスイッチ部１７０、第２電力変換部１３０により高圧バッテリー１４０の充電が行われる。
【０１１７】
すなわち、入力部１１０は、外部から常用交流電源を受け取り、それにより受け取った常用交流電源を整流した後、力率を補償して出力する。
【０１１８】
第１電力変換部１２０は、力率が補償された直流電源を交流電源に変換して出力する。
【０１１９】
第１電力変換部１２０を介して変換された直流電源は、切り替えスイッチ部１７０を介して接続した第２電力変換部１３０に提供される。
【０１２０】
第１共用回路部１３１は、第１電力変換部１２０を介して出力される交流電源を整流して出力する。
【０１２１】
第２共用回路部１３２は、第１共用回路部１３１を介して整流された直流電源をフィルタリングする。
【０１２２】
そして、第２共用回路部１３２を介してフィルタリングされた直流電源は、高圧バッテリー１４０に供給されて、高圧バッテリー１４０を充電させる。
【０１２３】
図５に示すように、低圧バッテリー１６０の充電動作モードでは、高圧バッテリー１４０、第２電力変換部１３０、切り替えスイッチ部１７０及び第３電力変換部１５０により低圧バッテリー１６０の充電が行われる。
【０１２４】
高圧バッテリー１４０は、低圧バッテリー１６０の充電動作モードにおいて放電動作を行い、それにより内部に充電しておいた直流電源を出力する。
【０１２５】
高圧バッテリー１４０を介して直流電源が出力されると、直流電源は、第２共用回路部１３２によりフィルタリングされて第１共用回路部１３１に伝達される。
【０１２６】
第１共用回路部１３１は、第２共用回路部１３２を介して伝達される直流電源をスイッチングして交流電源に変換し、それにより変換した交流電源を切り替えスイッチ部１７０を介して接続した第２変圧器１５１に出力する。
【０１２７】
第２変圧器１５１は、変圧動作を行い、変圧された交流電源を整流部１５２に出力する。
【０１２８】
整流部１５２は、第２変圧器１５１を介して出力される交流電源を整流して直流電源に変換する。
【０１２９】
変換された直流電源は、出力フィルタ１５３を経て低圧バッテリー１６０に供給されて、低圧バッテリー１６０を充電させる。
【０１３０】
本発明に係る実施の形態によれば、低圧バッテリー充電器及び高圧バッテリー充電器の統合型構造において、切り替えスイッチを利用して電源の伝達経路を変更することによって、従来の回路に構成された一部素子の除去が可能であるから、回路構造の単純化、体積減少及び価格低減を達成できる。
【０１３１】
また、以上では、本発明の好ましい実施の形態について図示し説明したが、本発明は、上述した特定の実施の形態に限定されるものではなく、請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱せずに当該発明が属する技術分野における通常の知識を有した者によって多様な変形実施が可能なことはもちろんで、このような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。
【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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