(57)【要約】【課題】十分な電力を１次側と２次側との間で伝送する。【解決手段】１次側コイルと２次側コイルとを有する変圧器と、第１アーム回路と第２アーム回路とを並列に有し、第１アーム回路の第１中点と第２アーム回路の第２中点とが１次側コイルの巻線を介して接続される１次側フルブリッジ回路と、第３アーム回路と第４アーム回路とを並列に有し、第３アーム回路の第３中点と第４アーム回路の第４中点とが２次側コイルの巻線を介して接続される２次側フルブリッジ回路と、第３中点と第４中点との間の２次側コイルの巻線の巻き数を切り替える切り替え回路と、第１アーム回路のスイッチングと第３アーム回路のスイッチングとの間の第１位相差と、第２アーム回路のスイッチングと第４アーム回路のスイッチングとの間の第２位相差とを調整して、１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間で伝送される伝送電力を制御する制御部とを備える、電力変換装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１次側コイルと２次側コイルとを有する変圧器と、
第１アーム回路と第２アーム回路とを並列に有し、前記第１アーム回路の第１中点と前記第２アーム回路の第２中点とが前記１次側コイルの巻線を介して接続される１次側フルブリッジ回路と、
第３アーム回路と第４アーム回路とを並列に有し、前記第３アーム回路の第３中点と前記第４アーム回路の第４中点とが前記２次側コイルの巻線を介して接続される２次側フルブリッジ回路と、
前記第３中点と前記第４中点との間の前記２次側コイルの巻線の巻き数を切り替える切り替え回路と、
前記第１アーム回路のスイッチングと前記第３アーム回路のスイッチングとの間の第１位相差と、前記第２アーム回路のスイッチングと前記第４アーム回路のスイッチングとの間の第２位相差とを調整して、前記１次側フルブリッジ回路と前記２次側フルブリッジ回路との間で伝送される伝送電力を制御する制御部とを備える、電力変換装置。
【請求項２】
前記切り替え回路は、前記第３中点の接続先を前記２次側コイルの複数のタップの中から選択する、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記切り替え回路は、前記第３中点と前記２次側コイルの一方のタップとの接続を切り離してから、前記第３中点と前記２次側コイルの他方のタップとを接続する、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記第３アーム回路は、前記２次側コイルの一方のタップに接続された中点を有する第１アーム回路部と、前記２次側コイルの他方のタップに接続された中点を有する第２アーム回路部とを並列に有し、
前記第１アーム回路部は、互いに並列に接続された一対のスイッチング素子をハイサイドとローサイドに有し、
前記第２アーム回路部は、互いに並列に接続された一対のスイッチング素子をハイサイドとローサイドとを有し、
前記第１アーム回路部と前記第２アーム回路部は、前記切り替え回路として選択的に機能する、請求項１又は２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記第３アーム回路は、前記２次側コイルの一方のタップに接続された中点を有する第１アーム回路部と、前記２次側コイルの他方のタップに接続された中点を有する第２アーム回路部とを並列に有し、
前記制御部は、前記切り替え回路として機能する前記第２アーム回路部がオフされた場合、前記第１位相差を前記第１アーム回路部のスイッチングによって調整し、前記切り替え回路として機能する前記第１アーム回路部がオフされた場合、前記第１位相差を前記第２アーム回路部のスイッチングによって調整する、請求項１，２，４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記切り替え回路は、伝送可能な前記伝送電力に応じて、前記巻き数を切り替える、請求項１から５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記切り替え回路は、伝送可能な前記伝送電力が必要電力よりも低い場合、前記巻き数を小さくする、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記切り替え回路は、前記２次側フルブリッジ回路の両端電圧に応じて、前記巻き数を切り替える、請求項１から７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記切り替え回路は、前記２次側フルブリッジ回路の両端電圧が閾値よりも低い場合、前記巻き数を小さくする、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記切り替え回路は、前記１次側フルブリッジ回路の両端電圧と前記２次側フルブリッジ回路の両端電圧との電圧比に応じて、前記巻き数を切り替える、請求項１から７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記切り替え回路は、前記電圧比が前記１次側コイルと前記２次側コイルとの巻き数比よりも低い場合、前記巻き数を小さくする、請求項１０に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記切り替え回路は、前記第１アーム回路と前記第２アーム回路が同位相でスイッチングし、且つ、前記第３アーム回路と前記第４アーム回路がオフである状態で、前記巻き数を切り替える、請求項１から１１のいずれか一項に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
１次側コイルと２次側コイルとを有する変圧器と、
第１アーム回路と第２アーム回路とを並列に有し、前記第１アーム回路の第１中点と前記第２アーム回路の第２中点とが前記１次側コイルの巻線を介して接続される１次側フルブリッジ回路と、
第３アーム回路と第４アーム回路とを並列に有し、前記第３アーム回路の第３中点と前記第４アーム回路の第４中点とが前記２次側コイルの巻線を介して接続される２次側フルブリッジ回路とを備える電力変換装置の制御方法であって、
前記第３中点と前記第４中点との間の前記２次側コイルの巻線の巻き数を切り替えてから、前記第１アーム回路のスイッチングと前記第３アーム回路のスイッチングとの間の第１位相差と、前記第２アーム回路のスイッチングと前記第４アーム回路のスイッチングとの間の第２位相差とを調整して、前記１次側フルブリッジ回路と前記２次側フルブリッジ回路との間で伝送される伝送電力を制御する、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、１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間で電力を変換する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間で電力を変換する電力変換装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９３７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、１次側と２次側の各部位の電圧比によっては、目標とする電力を１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間で伝送することが難しい場合がある。例えば、２次側フルブリッジ回路に接続されたバッテリの電圧が過度に低下すると、必要電力を１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間で伝送できない場合がある。
【０００５】
そこで、１次側と２次側の各部位の電圧比が変動しても、十分な電力を１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間で伝送できる、電力変換装置及びその制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの案では、
１次側コイルと２次側コイルとを有する変圧器と、
第１アーム回路と第２アーム回路とを並列に有し、前記第１アーム回路の第１中点と前記第２アーム回路の第２中点とが前記１次側コイルの巻線を介して接続される１次側フルブリッジ回路と、
第３アーム回路と第４アーム回路とを並列に有し、前記第３アーム回路の第３中点と前記第４アーム回路の第４中点とが前記２次側コイルの巻線を介して接続される２次側フルブリッジ回路と、
前記第３中点と前記第４中点との間の前記２次側コイルの巻線の巻き数を切り替える切り替え回路と、
前記第１アーム回路のスイッチングと前記第３アーム回路のスイッチングとの間の第１位相差と、前記第２アーム回路のスイッチングと前記第４アーム回路のスイッチングとの間の第２位相差とを調整して、前記１次側フルブリッジ回路と前記２次側フルブリッジ回路との間で伝送される伝送電力を制御する制御部とを備える、電力変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
一態様によれば、１次側と２次側の各部位の電圧比が変動しても、十分な電力を１次側フルブリッジ回路と２次側フルブリッジ回路との間で伝送できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】電力変換装置の構成の一例を示す図
【図２】制御部の構成の一例を示すブロック図
【図３】巻き数の切り替え時以外の通常制御時の一例を示すタイミングチャート
【図４】伝送電力と効率と２次側フルブリッジ回路の電圧との関係の一例を示す図
【図５】伝送電力と効率と２次側フルブリッジ回路の電圧と巻き数との関係の一例を示す図
【図６】巻き数の切り替え方法の一例を示すフローチャート
【図７】巻き数を切り替える際の各フルブリッジ回路の制御方法の一例を示すフローチャート
【図８】巻き数を切り替える際の一例を示すタイミングチャート
【図９】電力変換装置の構成の一例を示す図
【図１０】電力変換装置の構成の一例を示す図
【図１１】電力変換装置の構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜電源装置１０１の構成＞
図１は、電力変換装置の一実施形態である電源装置１０１の構成例を示したブロック図である。電源装置１０１は、例えば、電源回路１０と、制御部５０と、センサ部７０とを備えた電源システムである。電源装置１０１は、例えば、自動車等の車両に搭載され、車載の各負荷に配電するシステムである。このような車両の具体例として、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車などが挙げられる。電源装置１０１は、エンジンを走行駆動源とする車両に搭載されてもよい。
【００１０】
電源装置１０１は、例えば、１次側高電圧系負荷６１ａが接続される第１入出力ポート６０ａと、１次側低電圧系負荷６１ｃ及び補機バッテリ（auxiliary  battery）６２ｃが接続される第２入出力ポート６０ｃとを、１次側ポートとして有している。補機バッテリ６２ｃは、補機バッテリ６２ｃと同じ電圧系（例えば、１２Ｖ系）で動作する１次側低電圧系負荷６１ｃに電力を供給する１次側低電圧系電源の一例である。また、補機バッテリ６２ｃは、例えば、補機バッテリ６２ｃと異なる電圧系（例えば、１２Ｖ系よりも高い４８Ｖ系）で動作する１次側高電圧系負荷６１ａに、電源回路１０に構成される１次側変換回路２０によって昇圧された電力を供給する。補機バッテリ６２ｃの具体例として、鉛バッテリ等の二次電池が挙げられる。
【００１１】
電源装置１０１は、例えば、２次側高電圧系負荷６１ｂ及び主機バッテリ（propulsion  battery／traction  battery）６２ｂが接続される第３入出力ポート６０ｂを、２次側ポートとして有している。主機バッテリ６２ｂは、主機バッテリ６２ｂと同じ電圧系（例えば、１２Ｖ系及び４８Ｖ系よりも高い２８８Ｖ系）で動作する２次側高電圧系負荷６１ｂに電力を供給する２次側高電圧系電源の一例である。主機バッテリ６２ｂの具体例として、リチウムイオン電池等の二次電池が挙げられる。
【００１２】
電源回路１０は、上述の３つの入出力ポートを有し、それらの３つの入出力ポートのうちから任意の２つの入出力ポートが選択され、当該２つの入出力ポートの間で電力変換を行う機能を有する電力変換回路である。なお、電源回路１０を備えた電源装置１０１は、少なくとも３つ以上の複数の入出力ポートを有し、少なくとも３つ以上の複数の入出力ポートのうちどの２つの入出力ポート間でも電力を変換することが可能な装置でもよい。
【００１３】
ポート電力Ｐａ，Ｐｃ，Ｐｂは、それぞれ、第１入出力ポート６０ａ，第２入出力ポート６０ｃ，第３入出力ポート６０ｂにおける入出力電力（入力電力又は出力電力）である。ポート電圧Ｖａ，Ｖｃ，Ｖｂは、それぞれ、第１入出力ポート６０ａ，第２入出力ポート６０ｃ，第３入出力ポート６０ｂにおける入出力電圧（入力電圧又は出力電圧）である。ポート電流Ｉａ，Ｉｃ，Ｉｂは、それぞれ、第１入出力ポート６０ａ，第２入出力ポート６０ｃ，第３入出力ポート６０ｂにおける入出力電流（入力電流又は出力電流）である。
【００１４】
電源回路１０は、第１入出力ポート６０ａに接続されて設けられるキャパシタＣ１と、第２入出力ポート６０ｃに接続されて設けられるキャパシタＣ３と、第３入出力ポート６０ｂに接続されて設けられるキャパシタＣ２とを備えている。キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３の具体例として、フィルムコンデンサ、アルミニウム電解コンデンサ、セラミックコンデンサ、固体高分子コンデンサなどが挙げられる。
【００１５】
キャパシタＣ１は、第１入出力ポート６０ａの高電位側の端子６１３と、第１入出力ポート６０ａ及び第２入出力ポート６０ｃの低電位側の端子６１４との間に挿入される。キャパシタＣ３は、第２入出力ポート６０ｃの高電位側の端子６１６と、第１入出力ポート６０ａ及び第２入出力ポート６０ｃの低電位側の端子６１４との間に挿入される。キャパシタＣ２は、第３入出力ポート６０ｂの高電位側の端子６１８と、第３入出力ポート６０ｂの低電位側の端子６２０との間に挿入される。
【００１６】
キャパシタＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、電源回路１０の内部に設けられてもよいし、電源回路１０の外部に設けられてもよい。
【００１７】
電源回路１０は、１次側変換回路２０と、２次側変換回路３０とを含んで構成された電力変換回路である。なお、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０とは、１次側磁気結合リアクトル２０４を介して接続され、且つ、変圧器４００で磁気結合されている。第１入出力ポート６０ａ及び第２入出力ポート６０ｃから構成される１次側ポートと、第３入出力ポート６０ｂから構成される２次側ポートとは、変圧器４００を介して接続されている。
【００１８】
１次側変換回路２０は、１次側フルブリッジ回路２００と、第１入出力ポート６０ａと、第２入出力ポート６０ｃとを含んで構成された１次側回路である。１次側フルブリッジ回路２００は、変圧器４００の１次側に設けられている。１次側フルブリッジ回路２００は、変圧器４００の１次側コイル２０２と、１次側磁気結合リアクトル２０４と、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１とを含んで構成された１次側電力変換部である。ここで、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１は、それぞれ、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴの寄生素子であるボディダイオード（寄生ダイオード）とを含んで構成されたスイッチング素子である。当該ＭＯＳＦＥＴに並列にダイオードが追加接続されてもよい。図１には、ダイオード８１，８２，８３，８４が例示されている。
【００１９】
１次側フルブリッジ回路２００は、第１入出力ポート６０ａの高電位側の端子６１３に接続される１次側正極母線２９８と、第１入出力ポート６０ａ及び第２入出力ポート６０ｃの低電位側の端子６１４に接続される１次側負極母線２９９とを有している。
【００２０】
１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間には、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１とを直列接続した１次側第１アーム回路２０７が取り付けられている。１次側第１アーム回路２０７は、１次側第１上アームＵ１及び１次側第１下アーム／Ｕ１のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な１次側第１電力変換回路部（１次側Ｕ相電力変換回路部）である。さらに、１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間には、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１とを直列接続した１次側第２アーム回路２１１が１次側第１アーム回路２０７と並列に取り付けられている。１次側第２アーム回路２１１は、１次側第２上アームＶ１及び１次側第２下アーム／Ｖ１のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な１次側第２電力変換回路部（１次側Ｖ相電力変換回路部）である。
【００２１】
１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍと１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍを接続するブリッジ部分には、１次側コイル２０２と１次側磁気結合リアクトル２０４とが設けられている。ブリッジ部分についてより詳細に接続関係について説明すると、１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍには、１次側磁気結合リアクトル２０４の１次側第１リアクトル２０４ａの一方端が接続される。そして、１次側第１リアクトル２０４ａの他方端には、１次側コイル２０２の一方端が接続される。さらに、１次側コイル２０２の他方端には、１次側磁気結合リアクトル２０４の１次側第２リアクトル２０４ｂの一方端が接続される。それから、１次側第２リアクトル２０４ｂの他方端が１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍに接続される。なお、１次側磁気結合リアクトル２０４は、１次側第１リアクトル２０４ａと、１次側第１リアクトル２０４ａと結合係数ｋ１で磁気結合する１次側第２リアクトル２０４ｂとを含んで構成される。
【００２２】
中点２０７ｍは、１次側第１上アームＵ１と１次側第１下アーム／Ｕ１との間の１次側第１中間ノードであり、中点２１１ｍは、１次側第２上アームＶ１と１次側第２下アーム／Ｖ１との間の１次側第２中間ノードである。中点２０７ｍは、１次側第１リアクトル２０４ａ、１次側コイル２０２、１次側第２リアクトル２０４ｂの順に経由して、中点２１１ｍに接続される。
【００２３】
中点２０７ｍと中点２１１ｍは、１次側コイル２０２の巻線を介して接続され、１次側コイル２０２の巻線は、１次側第１巻線２０２ａと１次側第２巻線２０２ｂとにセンタータップ２０２ｍで区分される。１次側コイル２０２は、１次側第１巻線２０２ａと１次側第２巻線２０２ｂとの中間接続点から引き出されたセンタータップ２０２ｍを有している。１次側第１巻線２０２ａの巻き数は、１次側第２巻線２０２ｂの巻き数と等しい。
【００２４】
第１入出力ポート６０ａは、１次側フルブリッジ回路２００に接続され、１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間に設けられるポートである。第１入出力ポート６０ａは、端子６１３と端子６１４とを含んで構成される。第２入出力ポート６０ｃは、変圧器４００の１次側のセンタータップ２０２ｍに接続され、１次側負極母線２９９と１次側コイル２０２のセンタータップ２０２ｍとの間に設けられるポートである。第２入出力ポート６０ｃは、端子６１４と端子６１６とを含んで構成される。
【００２５】
センタータップ２０２ｍは、第２入出力ポート６０ｃの高電位側の端子６１６に接続されている。センタータップ２０２ｍは、１次側コイル２０２に構成される１次側第１巻線２０２ａと１次側第２巻線２０２ｂとの中間接続点である。
【００２６】
２次側変換回路３０は、２次側フルブリッジ回路３００と、第３入出力ポート６０ｂとを含んで構成された２次側回路である。２次側フルブリッジ回路３００は、変圧器４００の２次側に設けられている。２次側フルブリッジ回路３００は、変圧器４００の２次側コイル３０２と、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２とを含んで構成された２次側電力変換部である。ここで、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２は、それぞれ、例えば、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、当該ＭＯＳＦＥＴの寄生素子であるボディダイオード（寄生ダイオード）とを含んで構成されたスイッチング素子である。当該ＭＯＳＦＥＴに並列にダイオードが追加接続されてもよい。図１には、ダイオード８５，８６，８７，８８が例示されている。
【００２７】
２次側フルブリッジ回路３００は、第３入出力ポート６０ｂの高電位側の端子６１８に接続される２次側正極母線３９８と、第３入出力ポート６０ｂの低電位側の端子６２０に接続される２次側負極母線３９９とを有している。
【００２８】
２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間には、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２とを直列接続した２次側第１アーム回路３０７が取り付けられている。２次側第１アーム回路３０７は、２次側第１上アームＵ２及び２次側第１下アーム／Ｕ２のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な２次側第１電力変換回路部（２次側Ｕ相電力変換回路部）である。さらに、２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間には、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２とを直列接続した２次側第２アーム回路３１１が２次側第１アーム回路３０７と並列に取り付けられている。２次側第２アーム回路３１１は、２次側第２上アームＶ２及び２次側第２下アーム／Ｖ２のオンオフのスイッチング動作による電力変換動作が可能な２次側第２電力変換回路部（２次側Ｖ相電力変換回路部）である。
【００２９】
２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍと２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍを接続するブリッジ部分には、２次側コイル３０２及びスイッチ３０３が設けられている。ブリッジ部分についてより詳細に接続関係について説明すると、２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍには、スイッチ３０３を介して、２次側コイル３０２の一方端に設けられたタップ３０５又は２次側コイル３０２の一方端と他方端との間に設けられたタップ３０６が選択的に接続される。さらに、２次側コイル３０２の他方端に設けられたタップ３０１は、２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍに接続される。
【００３０】
中点３０７ｍは、２次側第１上アームＵ２と２次側第１下アーム／Ｕ２との間の２次側第１中間ノードであり、中点３１１ｍは、２次側第２上アームＶ２と２次側第２下アーム／Ｖ２との間の２次側第２中間ノードである。中点３０７ｍは、スイッチ３０３、２次側コイル３０２の巻線の順に経由して、中点３１１ｍに接続される。
【００３１】
中点３０７ｍと中点３１１ｍは、スイッチ３０３及び２次側コイル３０２の巻線を介して接続され、２次側コイル３０２の巻線は、２次側第１巻線３０２ａと２次側第２巻線３０２ｂにタップ３０６で区分される。２次側コイル３０２は、２次側第１巻線３０２ａと２次側第２巻線３０２ｂとの接続点から引き出されたタップ３０６を有している。中点３０７ｍの接続先がスイッチ３０３によりタップ３０６に切り替えられたときの効率ηが低下しすぎることを防止するため、２次側第１巻線３０２ａの巻き数は、２次側第２巻線３０２ｂの巻き数よりも小さいことが好適であるが、等しくても大きくてもよい。効率ηは、１次側ポートと２次側ポートとの間の電力変換効率である。
【００３２】
第３入出力ポート６０ｂは、２次側フルブリッジ回路３００に接続され、２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間に設けられるポートである。第３入出力ポート６０ｂは、端子６１８と端子６２０とを含んで構成される。
【００３３】
図１において、電源装置１０１は、センサ部７０を備えている。センサ部７０は、第１乃至第３入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂの少なくとも一つのポートにおける入出力値Ｙを所定の検出周期で検出し、その検出した入出力値Ｙに対応する検出値Ｙｄを制御部５０に対して出力する検出手段である。検出値Ｙｄは、入出力電圧を検出して得られた検出電圧でもよいし、入出力電流を検出して得られた検出電流でもよいし、入出力電力を検出して得られた検出電力でもよい。センサ部７０は、電源回路１０の内部に備えられても外部に備えられてもよい。
【００３４】
センサ部７０は、例えば、第１乃至第３入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂの少なくとも一つのポートに生ずる入出力電圧を検出する電圧検出部を有している。センサ部７０は、例えば、ポート電圧Ｖａとポート電圧Ｖｃの少なくとも一方の検出電圧を１次側電圧検出値として出力する１次側電圧検出部と、ポート電圧Ｖｂの検出電圧を２次側電圧検出値として出力する２次側電圧検出部とを有している。
【００３５】
センサ部７０の電圧検出部は、例えば、少なくとも一つのポートの入出力電圧値をモニタする電圧センサと、該電圧センサによってモニタされた入出力電圧値に対応する検出電圧を制御部５０に対して出力する電圧検出回路とを有している。
【００３６】
センサ部７０は、例えば、第１乃至第３入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂの少なくとも一つのポートに流れる入出力電流を検出する電流検出部を有している。センサ部７０は、例えば、ポート電流Ｉａとポート電流Ｉｃの少なくとも一方の検出電流を１次側電流検出値として出力する１次側電流検出部と、ポート電流Ｉｂの検出電流を２次側電流検出値として出力する２次側電流検出部とを有している。
【００３７】
センサ部７０の電流検出部は、例えば、少なくとも一つのポートの入出力電流値をモニタする電流センサと、該電流センサによってモニタされた入出力電流値に対応する検出電流を制御部５０に対して出力する電流検出回路とを有している。
【００３８】
電源装置１０１は、制御部５０を備えている。制御部５０は、例えば、ＣＰＵを内蔵するマイクロコンピュータを備えた電子回路である。制御部５０は、電源回路１０の内部に備えられても外部に備えられてもよい。
【００３９】
制御部５０は、第１乃至第３入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂの少なくとも一つのポートにおける入出力値Ｙの検出値Ｙｄが、該ポートに設定された目標値Ｙｏに収束するように、電源回路１０による電力変換動作をフィードバック制御する。目標値Ｙｏは、例えば、各入出力ポートに接続される負荷（例えば、１次側低電圧系負荷６１ｃ等）毎に規定される駆動条件に基づいて、制御部５０又は制御部５０以外の所定の装置によって設定される指令値である。目標値Ｙｏは、電力がポートから出力されるときには出力目標値として機能し、電力がポートに入力されるときには入力目標値として機能し、目標電圧値でもよいし、目標電流値でもよいし、目標電力値でもよい。
【００４０】
また、制御部５０は、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０との間で変圧器４００を介して伝送される伝送電力Ｐが、設定された目標伝送電力Ｐｏに収束するように、電源回路１０による電力変換動作をフィードバック制御する。伝送電力は、電力伝送量とも呼ばれる。目標伝送電力は、指令伝送電力又は必要電力とも呼ばれる。
【００４１】
制御部５０は、所定の制御パラメータＸの値を変化させることによって、電源回路１０で行われる電力変換動作をフィードバック制御し、電源回路１０の第１乃至第３の各入出力ポート６０ａ，６０ｃ，６０ｂにおける入出力値Ｙを調整できる。主な制御パラメータＸとして、位相差φ及びデューティ比Ｄ（オン時間δ）の２種類の制御変数が挙げられる。
【００４２】
位相差φは、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で同じ相の電力変換回路部間でのスイッチングタイミングのずれ（タイムラグ）である。デューティ比Ｄ（オン時間δ）は、１次側フルブリッジ回路２００及び２次側フルブリッジ回路３００に構成される各電力変換回路部でのスイッチング波形のデューティ比（オン時間）である。
【００４３】
これらの２つの制御パラメータＸは、互いに独立に制御されることが可能である。制御部５０は、位相差φ及びデューティ比Ｄ（オン時間δ）を用いた１次側フルブリッジ回路２００及び２次側フルブリッジ回路３００のデューティ比制御及び／又は位相制御によって、電源回路１０の各入出力ポートにおける入出力値Ｙを変化させる。
【００４４】
図２は、制御部５０のブロック図である。制御部５０は、１次側変換回路２０の１次側第１上アームＵ１等の各スイッチング素子と２次側変換回路３０の２次側第１上アームＵ２等の各スイッチング素子のスイッチング制御を行う機能を有する制御部である。制御部５０は、電力変換モード決定処理部５０２と、位相差φ決定処理部５０４と、オン時間δ決定処理部５０６と、１次側スイッチング処理部５０８と、２次側スイッチング処理部５１０とを含んで構成される。制御部５０は、例えば、ＣＰＵを内蔵するマイクロコンピュータを備えた電子回路である。
【００４５】
電力変換モード決定処理部５０２は、例えば、所定の外部信号（例えば、いずれかのポートにおける検出値Ｙｄと目標値Ｙｏとの偏差を表す信号）に基づいて、次に述べる電源回路１０の電力変換モードの中から動作モードを選択して決定する。電力変換モードは、第１入出力ポート６０ａから入力された電力を変換して第２入出力ポート６０ｃへ出力するモードＡと、第１入出力ポート６０ａから入力された電力を変換して第３入出力ポート６０ｂへ出力するモードＢがある。
【００４６】
そして、第２入出力ポート６０ｃから入力された電力を変換して第１入出力ポート６０ａへ出力するモードＤと、第２入出力ポート６０ｃから入力された電力を変換して第３入出力ポート６０ｂへ出力するモードＥがある。
【００４７】
さらに、第３入出力ポート６０ｂから入力された電力を変換して第１入出力ポート６０ａへ出力するモードＧと、第３入出力ポート６０ｂから入力された電力を変換して第２入出力ポート６０ｃへ出力するモードＨがある。
【００４８】
位相差φ決定処理部５０４は、電源回路１０をＤＣ−ＤＣコンバータ回路として機能させるために、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０との間でのスイッチング素子のスイッチング周期運動の位相差φを設定する機能を有する。
【００４９】
オン時間δ決定処理部５０６は、１次側変換回路２０を昇降圧回路として機能させるために、１次側変換回路２０のオン時間δを設定する機能を有する。オン時間δ決定処理部５０６は、２次側変換回路２０のオン時間δを設定する機能を有し、例えば、２次側変換回路２０のオン時間δを１次側変換回路２０のオン時間δと同じ値に設定する。
【００５０】
１次側スイッチング処理部５０８は、電力変換モード決定処理部５０２と位相差φ決定処理部５０４とオン時間δ決定処理部５０６の出力に基づいて、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１の各スイッチング素子をスイッチング制御する機能を有する。
【００５１】
２次側スイッチング処理部５１０は、電力変換モード決定処理部５０２と位相差φ決定処理部５０４とオン時間δ決定処理部５０６の出力に基づいて、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２の各スイッチング素子をスイッチング制御する機能を有する。
【００５２】
＜電源装置１０１の動作＞
上記電源装置１０１の動作について、図１及び図２を用いて説明する。
【００５３】
例えば、電源回路１０の電力変換モードをモードＥとして動作させることを要求する外部信号が入力されてきた場合には、制御部５０の電力変換モード決定処理部５０２は、電源回路１０の電力変換モードをモードＥとして決定する。このとき、第２入出力ポート６０ｃに入力された電力が１次側変換回路２０の昇圧機能によって昇圧され、その昇圧された電力が電源回路１０のＤＣ−ＤＣコンバータ回路としての機能によって第３入出力ポート６０ｂ側へ伝送されて出力される。
【００５４】
例えば、電源回路１０の電力変換モードをモードＨとして動作させることを要求する外部信号が入力されてきた場合には、制御部５０の電力変換モード決定処理部５０２は、電源回路１０の電力変換モードをモードＨとして決定する。このとき、第３入出力ポート６０ｂに入力された電力が電源回路１０のＤＣ−ＤＣコンバータ回路としての機能によって第１入出力ポート６０ａ側へ伝送され、その伝送された電力が１次側変換回路２０の降圧機能によって降圧され、その降圧された電力が第２入出力ポート６０ｃ側へ出力される。
【００５５】
ここで、１次側変換回路２０の昇降圧機能について詳細に説明する。第２入出力ポート６０ｃと第１入出力ポート６０ａについて着目すると、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６は、１次側第１巻線２０２ａと、１次側第１巻線２０２ａに直列接続される１次側第１リアクトル２０４ａを介して、１次側第１アーム回路２０７の中点２０７ｍに接続される。そして、１次側第１アーム回路２０７の両端は、第１入出力ポート６０ａに接続されているため、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６と第１入出力ポート６０ａとの間には昇降圧回路が取り付けられていることとなる。
【００５６】
さらに、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６は、１次側第２巻線２０２ｂと、１次側第２巻線２０２ｂに直列接続される１次側第２リアクトル２０４ｂを介して、１次側第２アーム回路２１１の中点２１１ｍに接続される。そして、１次側第２アーム回路２１１の両端は、第１入出力ポート６０ａに接続されているため、第２入出力ポート６０ｃの端子６１６と第１入出力ポート６０ａとの間には、昇降圧回路が並列に取り付けられていることとなる。
【００５７】
次に、電源回路１０のＤＣ−ＤＣコンバータ回路としての機能について詳細に説明する。第１入出力ポート６０ａと第３入出力ポート６０ｂについて着目すると、第１入出力ポート６０ａには、１次側フルブリッジ回路２００が接続され、第３入出力ポート６０ｂは、２次側フルブリッジ回路３００が接続されている。そして、１次側フルブリッジ回路２００のブリッジ部分に設けられる１次側コイル２０２と、２次側フルブリッジ回路３００のブリッジ部分に設けられる２次側コイル３０２とが結合係数ｋＴで磁気結合することで、変圧器４００が巻き数１：Ｎの変圧器として機能する。したがって、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００でのスイッチング素子のスイッチング周期運動の位相差φを調整することで、第１入出力ポート６０ａに入力された電力を変換して第３入出力ポート６０ｂに伝送させ、あるいは、第３入出力ポート６０ｂに入力された電力を変換して第１入出力ポート６０ａに伝送させることができる。
【００５８】
図３は、制御部５０の制御によって、電源回路１０に構成される各アームのオンオフのスイッチング波形のタイミングチャートを示す図である。図３において、Ｕ１は、１次側第１上アームＵ１のオンオフ波形であり、Ｖ１は、１次側第２上アームＶ１のオンオフ波形であり、Ｕ２は、２次側第１上アームＵ２のオンオフ波形であり、Ｖ２は、２次側第２上アームＶ２のオンオフ波形である。１次側第１下アーム／Ｕ１、１次側第２下アーム／Ｖ１、２次側第１下アーム／Ｕ２、２次側第２下アーム／Ｖ２のオンオフ波形は、それぞれ、１次側第１上アームＵ１、１次側第２上アームＶ１、２次側第１上アームＵ２、２次側第２上アームＶ２のオンオフ波形を反転した波形である（図示省略）。なお、上下アームの両オンオフ波形間には、上下アームの両方がオンすることで貫通電流が流れないようにデッドタイムが設けられているとよい。また、図３において、ハイレベルがオン状態を表し、ローレベルがオフ状態を表している。
【００５９】
制御部５０は、Ｕ１とＶ１の各オン時間δを変更することで、１次側変換回路２０の昇降圧比（昇圧比又は降圧比）を変更することができる。
【００６０】
１次側変換回路２０の昇降圧比は、１次側フルブリッジ回路２００に構成されるスイッチング素子（アーム）のスイッチング周期Ｔに占めるオン時間δの割合であるデューティ比Ｄによって決まる。１次側変換回路２０の昇降圧比は、第１入出力ポート６０ａと第２入出力ポート６０ｃとの間の変圧比である。
【００６１】
したがって、例えば、
１次側変換回路２０の昇降圧比
＝第２入出力ポート６０ｃの電圧／第１入出力ポート６０ａの電圧
＝δ／Ｔ
と表される。
【００６２】
なお、図３のオン時間δは、１次側第１上アームＵ１及び１次側第２上アームＶ１のオン時間を表すとともに、２次側第１上アームＵ２及び２次側第２上アームＶ２のオン時間を表す。また、１次側フルブリッジ回路２００に構成されるアームのスイッチング周期Ｔと２次側フルブリッジ回路３００に構成されるアームのスイッチング周期Ｔは等しい時間である。
【００６３】
また、制御部５０は、Ｕ１とＶ１との位相差αを、定常時、例えば、１８０度（π）で動作させ、Ｕ２とＶ２との位相差βも、１８０度（π）で動作させる。Ｕ１とＶ１との位相差αは、タイミングｔ１とタイミングｔ３との間の時間差であり、Ｕ２とＶ２との位相差βは、タイミングｔ２とタイミングｔ４との間の時間差である。
【００６４】
さらに、制御部５０は、Ｕ１とＵ２の位相差φｕと、Ｖ１とＶ２の位相差φｖとの少なくとも一方を変更することで、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０の間で伝送される伝送電力Ｐを調整することができる。位相差φｕは、タイミングｔ３とタイミングｔ４との間の時間差であり、位相差φｖは、タイミングｔ５とタイミングｔ６との間の時間差である。
【００６５】
制御部５０は、位相差φｕ及び位相差φｖを調整して、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で変圧器４００を介して伝送される伝送電力Ｐを制御する制御部の一例である。
【００６６】
位相差φｕは、１次側第１アーム回路２０７のスイッチングと２次側第１アーム回路３０７のスイッチングとの間の時間差である。例えば、位相差φｕは、１次側第１上アームＵ１のターンオンのタイミングｔ３と２次側第１上アームＵ２のターンオンのタイミングｔ４との間の差である。１次側第１アーム回路２０７のスイッチングと２次側第１アーム回路３０７のスイッチングは、制御部５０によって互いに同相で（すなわち、Ｕ相で）制御される。同様に、位相差φｖは、１次側第２アーム回路２１１のスイッチングと２次側第２アーム回路３１１のスイッチングとの間の時間差である。例えば、位相差φｖは、１次側第２上アームＶ１のターンオンのタイミングｔ５と２次側第２上アームＶ２のターンオンのタイミングｔ６との間の差である。１次側第２アーム回路２１１のスイッチングと２次側第２アーム回路３１１のスイッチングは、制御部５０によって互いに同相で（すなわち、Ｖ相で）制御される。
【００６７】
位相差φｕ＞０又は位相差φｖ＞０であれば、１次側変換回路２０から２次側変換回路３０に伝送電力Ｐを伝送し、位相差φｕ＜０又は位相差φｖ＜０であれば、２次側変換回路３０から１次側変換回路２０に伝送電力Ｐを伝送することができる。つまり、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で同じ相の電力変換回路部間において、上アームが先にオンした電力変換回路部を備えるフルブリッジ回路から、上アームが後にオンした電力変換回路部を備えるフルブリッジ回路に、伝送電力Ｐが伝送される。
【００６８】
例えば、図３の場合、１次側第１上アームＵ１のターンオンのタイミングｔ３が２次側第１上アームＵ２のターンオンのタイミングｔ４よりも先である。したがって、１次側第１上アームＵ１を有する１次側第１アーム回路２０７を備える１次側フルブリッジ回路２００から、２次側第１上アームＵ２を有する２次側第１アーム回路３０７を備える２次側フルブリッジ回路３００に、伝送電力Ｐが伝送される。同様に、１次側第２上アームＶ１のターンオンのタイミングｔ５が２次側第２上アームＶ２のターンオンのタイミングｔ６よりも先である。したがって、１次側第２上アームＶ１を有する１次側第２アーム回路２１１を備える１次側フルブリッジ回路２００から、２次側第２上アームＶ２を有する２次側第２アーム回路３１１を備える２次側フルブリッジ回路３００に、伝送電力Ｐが伝送される。
【００６９】
位相差φは、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００との間で同じ相の電力変換回路部間でのスイッチングタイミングのずれ（タイムラグ）である。例えば、位相差φｕは、１次側第１アーム回路２０７と２次側第１アーム回路３０７との対応する相間でのスイッチングタイミングのずれであり、位相差φｖは、１次側第２アーム回路２１１と２次側第２アーム回路３１１との対応する相間でのスイッチングタイミングのずれである。
【００７０】
制御部５０は、通常、位相差φｕと位相差φｖとを互いに等しくしたまま制御するが、伝送電力Ｐに要求される精度が満たされる範囲内で、位相差φｕと位相差φｖとを互いにずらして制御してもよい。すなわち、位相差φｕと位相差φｖは、通常、互いに同じ値に制御されるが、伝送電力Ｐに要求される精度が満たされれば、互いに異なる値に制御されてもよい。
【００７１】
したがって、例えば、電源回路１０の電力変換モードをモードＥとして動作させることを要求する外部信号が入力されてきた場合に、電力変換モード決定処理部５０２はモードＥを選択することを決定する。そして、オン時間δ決定処理部５０６は、１次側変換回路２０を第２入出力ポート６０ｃに入力された電力を昇圧して第１入出力ポート６０ａに昇圧後の電力を出力する昇圧回路として機能させる場合の昇圧比を規定するオン時間δを設定する。オン時間δ決定処理部５０６は、２次側変換回路３０のオン時間δを１次側変換回路２０のオン時間δと同じ値に設定する。さらに、位相差φ決定処理部５０４は、第１入出力ポート６０ａに入力された電力を昇圧して所望の電力伝送量Ｐで第３入出力ポート６０ｂに伝送するための位相差φを設定する。
【００７２】
１次側スイッチング処理部５０８は、１次側変換回路２０を昇圧回路として、かつ、１次側変換回路２０をＤＣ−ＤＣコンバータ回路の一部として機能させるように、１次側第１上アームＵ１と、１次側第１下アーム／Ｕ１と、１次側第２上アームＶ１と、１次側第２下アーム／Ｖ１の各スイッチング素子をスイッチング制御する。
【００７３】
２次側スイッチング処理部５１０は、２次側変換回路３０をＤＣ−ＤＣコンバータ回路の一部として機能させるように、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２の各スイッチング素子をスイッチング制御する。
【００７４】
電源回路１０の電力変換モードがモードＥ以外の他のモードである場合についても、同様に考えることができる。
【００７５】
したがって、１次側変換回路２０を昇圧回路あるいは降圧回路として機能させることができ、かつ、電源回路１０を双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ回路としても機能させることができる。したがって、上述の複数の電力変換モード全ての電力変換を行うことができ、換言すれば、３つの入出力ポートのうちから選択された２つの入出力ポート間で電力変換をすることができる。
【００７６】
制御部５０により位相差φに応じて調整される伝送電力Ｐ（電力伝送量Ｐともいう）は、１次側変換回路２０と２次側変換回路３０において一方の変換回路から他方の変換回路に変圧器４００を介して送られる電力であり、
Ｐ＝（Ｎ×Ｖａ×Ｖｂ）／（π×ω×Ｌ）×Ｆ（Ｄ，φ）
・・・式１
で表される。
【００７７】
なお、Ｎは、変圧器４００の巻き数比、Ｖａは、第１入出力ポート６０ａのポート電圧、Ｖｂは、第３入出力ポート６０ｂのポート電圧である。πは、円周率、ω（＝２π×ｆ＝２π／Ｔ）は、１次側変換回路２０及び２次側変換回路３０のスイッチングの角周波数である。ｆは、１次側変換回路２０及び２次側変換回路３０のスイッチング周波数、Ｔは、１次側変換回路２０及び２次側変換回路３０のスイッチング周期、Ｌは、磁気結合リアクトル２０４，３０４と変圧器４００の電力伝送に関わる等価インダクタンスである。Ｆ（Ｄ，φ）は、デューティ比Ｄと位相差φを変数とする関数であり、デューティ比Ｄに依存せずに、位相差φが増加するにつれて単調増加する変数である。デューティ比Ｄ及び位相差φは、所定の上下限値に挟まれた範囲内で変化するように設計された制御パラメータである。
【００７８】
制御部５０は、１次側ポートと２次側ポートのうち少なくとも一つの所定のポートにおけるポート電圧Ｖｐが目標ポート電圧Ｖｏに収束するように、位相差φを変更することによって、伝送電力Ｐを調整する。したがって、当該所定のポートに接続される負荷の消費電流が増えても、制御部５０は、位相差φを変化させることにより伝送電力Ｐを調整することによって、ポート電圧Ｖｐが目標ポート電圧Ｖｏに対して落ち込むことを防止できる。
【００７９】
例えば、制御部５０は、１次側ポートと２次側ポートのうち伝送電力Ｐの伝送先である片方のポートにおけるポート電圧Ｖｐが目標ポート電圧Ｖｏに収束するように、位相差φを変更することによって、伝送電力Ｐを調整する。したがって、伝送電力Ｐの伝送先のポートに接続される負荷の消費電流が増えても、制御部５０は、位相差φを上昇変化させることにより伝送電力Ｐを増加方向に調整することによって、ポート電圧Ｖｐが目標ポート電圧Ｖｏに対して落ち込むことを防止できる。
【００８０】
＜変圧器のコイルの巻き数の切り替え方法＞
図４は、ポート電圧Ｖａ，Ｖｃが一定であるときの、ポート電圧Ｖｂと伝送可能電力Ｐｍａｘと効率ηとの関係の一例を示す図である。
【００８１】
ポート電圧Ｖａは、１次側フルブリッジ回路２００の両端電圧（１次側正極母線２９８と１次側負極母線２９９との間の電圧）であり、ポート電圧Ｖｃは、センタータップ２０２ｍと１次側負極母線２９９との間の電圧であり、ポート電圧Ｖｂは、２次側フルブリッジ回路３００の両端電圧（２次側正極母線３９８と２次側負極母線３９９との間の電圧）である。
【００８２】
伝送可能電力Ｐｍａｘは、伝送可能な伝送電力Ｐ（言い換えれば、伝送電力Ｐがとり得る最大値）であり、上記の式１に従って算出可能な値であるため、（Ｖｂ／Ｖａ）に応じて決まる値である。
【００８３】
効率ηは、電源回路１０における１次側ポートと２次側ポートとの間の電力変換効率であり、例えば、電源回路１０における、入力電力に対する出力電力の比で表される。
【００８４】
１次側ポートと２次側ポートのうち、一方のポートに入力される入力電力をＰｉｎ、他方のポートから出力される出力電力をＰｏｕｔ、一方のポートに入力される入力電圧をＶｉｎ、他方のポートから出力される出力電圧をＶｏｕｔ、一方のポートに入力される入力電流をＩｉｎ、他方のポートから出力される出力電流をＩｏｕｔと定義する場合、効率ηは、
効率η＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ
＝（Ｖｏｕｔ×Ｉｏｕｔ）／（Ｖｉｎ×Ｉｉｎ）
・・・式２
と表すことができる。
【００８５】
例えば、図１の電源回路１０において、第３入出力ポートに入力されるポート電力Ｐｂを電圧変換して第１入出力ポートに電圧変換後のポート電力Ｐａを出力し、第１入出力ポートの電力Ｐａを電圧変換して第２入出力ポートに電圧変換後のポート電力Ｐｃを出力する場合、電源回路１０の効率ηは、式２によれば、
η＝（Ｖａ×Ｉａ＋Ｖｃ×Ｉｃ）／（Ｖｂ×Ｉｂ）
・・・式３
と表すことができる。
【００８６】
図４に示されるように、例えば、ポート電圧Ｖａ，Ｖｃが一定の状態で主機バッテリ６２ｂの電圧低下によりポート電圧ＶｂがＶｂ２からＶｂ１に過度に低下すると、伝送可能電力Ｐｍａｘは必要電力Ｐｏよりも低下するとともに、効率ηも低下する。伝送可能電力Ｐｍａｘが必要電力Ｐｏよりも低下すると、伝送電力Ｐの伝送先のポートで必要な電力が不足する事態が生じるおそれがある。
【００８７】
そのような事態を防止するため、図１の電源装置１０１は、スイッチ３０３を有している。スイッチ３０３は、中点３０７ｍと中点３１１ｍとの間の２次側コイル３０２の巻線の巻き数Ｔｂを選択的に切り替える切り替え回路の一例である。スイッチ３０３の具体例として、リレー（半導体リレー、機械式リレーなど）、スライダスイッチ、ロータリスイッチなどが挙げられる。
【００８８】
電源装置１０１は、中点３０７ｍと中点３１１ｍとの間の巻線の巻き数Ｔｂがスイッチ３０３により切り替わることで変圧器４００の巻き数比Ｎを変更できるため、図５に示されるように、ポート電圧Ｖａとポート電圧Ｖｂとの電圧比が変動しても、十分な伝送電力Ｐを効率よく伝送できる。
【００８９】
図５は、ポート電圧Ｖａ，Ｖｃが一定であるときの、巻き数Ｔｂの違いによる、ポート電圧Ｖｂと伝送可能電力Ｐｍａｘと効率ηとの関係の一例を示す図である。
【００９０】
スイッチ３０３は、例えば、ポート電圧Ｖｂに応じて、巻き数Ｔｂを切り替えることにより、ポート電圧Ｖａとポート電圧Ｖｂとの電圧比が変動しても、十分な伝送電力Ｐを効率よく伝送できる。
【００９１】
例えば、制御部５０は、ポート電圧Ｖｂが所定の閾値Ｖｂ４よりも低下したことを検出した場合、巻き数Ｔｂが小さくなるようにスイッチ３０３の切り替え動作を制御する。ポート電圧Ｖｂが閾値Ｖｂ４よりも低下したときに巻き数Ｔｂが小さくされることで、図５に示されるように、巻き数Ｔｂが大きいときよりも、効率ηを向上でき、必要電力Ｐｏに対する伝送可能電力Ｐｍａｘのマージンを増やすことができる。
【００９２】
逆に、例えば、制御部５０は、ポート電圧Ｖｂが所定の閾値Ｖｂ４よりも上昇したことを検出した場合、巻き数Ｔｂが大きくなるようにスイッチ３０３の切り替え動作を制御する。ポート電圧Ｖｂが閾値Ｖｂ４よりも上昇したときに巻き数Ｔｂが大きくされることで、図５に示されるように、必要電力Ｐｏに対する伝送可能電力Ｐｍａｘのマージンを確保しつつ、巻き数Ｔｂが小さいときよりも効率ηを向上できる。
【００９３】
閾値Ｖｂ４は、巻き数Ｔｂが大きいときと小さいときとで効率ηの大小関係が逆転するときのポート電圧Ｖｂの電圧値に設定されている。
【００９４】
スイッチ３０３は、例えば、制御部５０により式１に従って算出された伝送可能電力Ｐｍａｘに応じて、巻き数Ｔｂを切り替えてもよい。伝送可能電力Ｐｍａｘに応じて、巻き数Ｔｂを切り替えることにより、ポート電圧Ｖａとポート電圧Ｖｂとの電圧比が変動しても、十分な伝送電力Ｐを効率よく伝送できる。
【００９５】
例えば、制御部５０は、制御部５０により式１に従って算出された伝送可能電力Ｐｍａｘが所定の閾値（例えば、必要電力Ｐｏ）よりも低下したことを検出した場合、巻き数Ｔｂが小さくなるようにスイッチ３０３の切り替え動作を制御してもよい。制御部５０は、伝送可能電力Ｐｍａｘが所定の閾値（例えば、必要電力Ｐｏ）よりも低下したことを、例えば、ポート電圧Ｖｂが所定の閾値Ｖｂ３（＜Ｖｂ４）よりも低下したことを検出することにより、検出できる。伝送可能電力Ｐｍａｘが必要電力Ｐｏよりも低下したときに巻き数Ｔｂが小さくされることで、図５に示されるように、巻き数Ｔｂが大きいときよりも、効率ηを向上でき、必要電力Ｐｏに対する伝送可能電力Ｐｍａｘのマージンを増やすことができる。
【００９６】
図１において、スイッチ３０３は、中点３０７ｍの接続先を、２次側コイル３０２の複数のタップ３０５，３０６の中から選択することで、巻き数比Ｎを変更する。スイッチ３０３は、例えば、中点３０７ｍの接続先としてタップ３０６を選択することによって、タップ３０５を選択する場合に比べて巻き数Ｔｂを小さくできるため、巻き数比Ｎを小さくできる。逆に、スイッチ３０３は、例えば、中点３０７ｍの接続先としてタップ３０５を選択することによって、タップ３０６を選択する場合に比べて巻き数Ｔｂを大きくできるため、巻き数比Ｎを大きくできる。
【００９７】
スイッチ３０３は、中点３０７ｍの接続先としてタップ３０５を選択することによって、巻き数Ｔｂを、２次側コイル３０２の総巻き数（図示の場合、２次側第１巻線３０２ａの巻き数と２次側第２巻線３０２ｂの巻き数との和）に切り替えることができる。一方、スイッチ３０３は、中点３０７ｍの接続先としてタップ３０６を選択することによって、巻き数Ｔｂを、２次側コイル３０２の総巻き数よりも小さな巻き数（図示の場合、２次側第２巻線３０２ｂの巻き数）に切り替えることができる。
【００９８】
巻き数比Ｎは、中点３０７ｍの接続先がタップ３０５である場合、「（２次側コイル３０２の総巻き数）／（１次側コイル２０２の総巻き数）」で表され、中点３０７ｍの接続先がタップ３０６である場合、「（２次側第２巻線３０２ｂの巻き数）／（１次側コイル２０２の総巻き数）」で表される。なお、１次側コイル２０２の総巻き数は、図示の場合、１次側第１巻線２０２ａの巻き数と１次側第２巻線２０２ｂの巻き数との和である。
【００９９】
図６は、巻き数Ｔｂの切り替え方法の一例を示すフローチャートである。
【０１００】
ステップＳ１０で、制御部５０は、伝送可能電力Ｐｍａｘに応じて巻き数Ｔｂを切り替えるため、伝送可能電力Ｐｍａｘと必要電力Ｐｏとの大小関係を判定する。
【０１０１】
制御部５０は、例えば、伝送可能電力Ｐｍａｘが必要電力Ｐｏよりも低いとポート電圧Ｖｂの検出値に基づいて判定した場合（例えば図５では、ポート電圧Ｖｂが閾値Ｖｂ３未満であると検出された場合）、巻き数Ｔｂを小さくすることで、伝送可能電力Ｐｍａｘを必要電力Ｐｏよりも増やすことができ、効率ηを巻き数Ｔｂが大きいときよりも上げることができる。一方、制御部５０は、例えば、伝送可能電力Ｐｍａｘが必要電力Ｐｏよりも高いとポート電圧Ｖｂの検出値に基づいて判定した場合、ステップＳ２０の処理を実行する。
【０１０２】
ステップＳ２０で、制御部５０は、ポート電圧Ｖａとポート電圧Ｖｂとの電圧比（Ｖｂ／Ｖａ）に応じて巻き数Ｔｂを切り替えるため、電圧比（Ｖｂ／Ｖａ）と巻き数比Ｎとの大小関係（言い換えれば、ポート電圧Ｖｂと、巻き数比Ｎとポート電圧Ｖａとの積（Ｎ×Ｖａ）との大小関係）を判定する。
【０１０３】
制御部５０は、例えば、ポート電圧Ｖｂの低下又はポート電圧Ｖａの上昇により、電圧比（Ｖｂ／Ｖａ）が巻き数比Ｎよりも低いとポート電圧Ｖａ，Ｖｂの検出値に基づいて判定した場合（例えば図５では、ポート電圧Ｖｂが閾値Ｖｂ３以上閾値Ｖｂ４未満であると検出された場合）、巻き数Ｔｂを小さくすることで、必要電力Ｐｏよりも大きな伝送可能電力Ｐｍａｘを確保でき、効率ηを巻き数Ｔｂが大きいときよりも上げることができる。
【０１０４】
一方、制御部５０は、例えば、ポート電圧Ｖｂの上昇又はポート電圧Ｖａの低下により、電圧比（Ｖｂ／Ｖａ）が巻き数比Ｎよりも高いとポート電圧Ｖａ，Ｖｂの検出値に基づいて判定した場合（例えば図５では、ポート電圧Ｖｂが閾値Ｖｂ４以上であると検出された場合）、巻き数Ｔｂを大きくすることで、必要電力Ｐｏよりも大きな伝送可能電力Ｐｍａｘを確保でき、効率ηを巻き数Ｔｂが小さいときよりも上げることができる。
【０１０５】
図７は、巻き数Ｔｂを切り替える際の各フルブリッジ回路の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【０１０６】
制御部５０は、ステップＳ４０で中点３０７ｍの接続先をスイッチ３０３によりタップ３０５とタップ３０６のいずれか一つに切り替える前に、ステップＳ３０の処理を実行する。制御部５０は、ステップＳ３０で、１次側第１アーム回路２０７と１次側第２アーム回路２１１とのスイッチング状態を同位相にスイッチング制御するとともに、２次側第１アーム回路３０７と２次側第２アーム回路３１１とのスイッチング状態をオフ状態に制御する。
【０１０７】
制御部５０は、図８に示されるように、Ｕ１とＶ１との位相差αを零にすることによって、１次側第１アーム回路２０７と１次側第２アーム回路２１１とのスイッチング状態を同位相にスイッチング制御する。図８において、Ｕ１は、１次側第１上アームＵ１のオンオフ波形であり、Ｖ１は、１次側第２上アームＶ１のオンオフ波形であり、１次側第１下アーム／Ｕ１、１次側第２下アーム／Ｖ１のオンオフ波形は、それぞれ、１次側第１上アームＵ１、１次側第２上アームＶ１のオンオフ波形を反転した波形である（図示省略）。なお、上下アームの両オンオフ波形間には、上下アームの両方がオンすることで貫通電流が流れないようにデッドタイムが設けられているとよい。また、図８において、ハイレベルがオン状態を表し、ローレベルがオフ状態を表している。
【０１０８】
一方、制御部５０は、２次側第１上アームＵ２、２次側第１下アーム／Ｕ２、２次側第２上アームＶ２、２次側第２下アーム／Ｖ２をオフにすることによって、２次側第１アーム回路３０７と２次側第２アーム回路３１１とのスイッチング状態をオフ状態に制御する。
【０１０９】
ステップＳ３０の処理によって、中点２０７ｍから１次側第１巻線２０２ａに流れる電流ｉ１と、中点２１１ｍから１次側第２巻線２０２ｂに流れる電流ｉ２が互いに等しくなるため、変圧器４００の磁束変動がキャンセルされ、２次側コイル３０２の両端に電圧が発生しない。２次側コイル３０２の両端に電圧が発生しない期間であれば、中点３０７ｍと２次側コイル３０２のタップとの接続を開放できる。
【０１１０】
また、ステップＳ３０の処理によって、位相差αが零の状態であっても、制御部５０は、１次側フルブリッジ回路２００を昇圧回路又は降圧回路として機能させることを継続できるため、第１入出力ポート６０ａと第２入出力ポート６０ｃとの間での電力の融通を確保できる。
【０１１１】
ステップＳ４０で、制御部５０は、ステップＳ３０の処理により２次側コイル３０２の両端に電圧が発生しない期間に、スイッチ３０３の切り替え動作を制御することにより、中点３０７ｍの接続先をタップ３０５とタップ３０６のいずれか一つに切り替える。これにより、巻き数Ｔｂを確実に切り替えできる。
【０１１２】
例えば、スイッチ３０３は、タップ３０５，３０６のうち、一方のタップ３０５と中点３０７ｍとが接続されていれば、一方のタップ３０５と中点３０７ｍとの接続を切り離してから、他方のタップ３０６と中点３０７ｍとを接続する。逆に、スイッチ３０３は、タップ３０５，３０６のうち、一方のタップ３０６と中点３０７ｍとが接続されていれば、一方のタップ３０６と中点３０７ｍとの接続を切り離してから、他方のタップ３０５と中点３０７ｍとを接続する。
【０１１３】
制御部５０は、ステップＳ４０でのタップの切り替えが完了した後に、ステップＳ５０で、１次側フルブリッジ回路２００と２次側フルブリッジ回路３００について、図３に示される通常のスイッチング制御を再開する。
【０１１４】
図９は、電力変換装置の一実施形態である電源装置１０２の構成例を示したブロック図である。上述の構成例と同様の構成及び効果についての説明は省略する。
【０１１５】
図９の場合、２次側第１アーム回路３０７は、２次側コイル３０２の一方のタップ３０５に接続された中点３０５ｍを有するアーム回路部３０７ａと、２次側コイル３０２の他方のタップ３０６に接続された中点３０６ｍを有するアーム回路部３０７ｂとを並列に有している。この場合、アーム回路部３０７ａとアーム回路部３０７ｂは、２次側第１アーム回路３０７の中点と２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍとの間の２次側コイル３０２の巻線の巻き数Ｔｂを切り替える切り替え回路として、選択的に機能する。
【０１１６】
アーム回路部３０７ａは、中点３０５ｍに対してハイサイドに設けられた一対の上アームＵ２１，Ｕ２２と、中点３０５ｍに対してローサイドに設けられた一対の下アーム／Ｕ２１，／Ｕ２２とを有している。一対の上アームＵ２１，Ｕ２２は、互いに並列に接続され、一対の下アーム／Ｕ２１，／Ｕ２２は、互いに並列に接続されている。
【０１１７】
アーム回路部３０７ｂは、中点３０６ｍに対してハイサイドに設けられた一対の上アームＵ２３，Ｕ２４と、中点３０６ｍに対してローサイドに設けられた一対の下アーム／Ｕ２３，／Ｕ２４とを有している。一対の上アームＵ２３，Ｕ２４は、互いに並列に接続され、一対の下アーム／Ｕ２３，／Ｕ２４は、互いに並列に接続されている。
【０１１８】
アーム回路部３０７ａ，３０７ｂ内の各アームは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子である。
【０１１９】
制御部５０は、２次側第１アーム回路３０７の中点と２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍとの間の２次側コイル３０２の巻線の巻き数Ｔｂを大きくする場合、アームＵ２３，Ｕ２４，／Ｕ２３，／Ｕ２４をそれぞれ常時オフさせる。アームＵ２３，Ｕ２４，／Ｕ２３，／Ｕ２４をそれぞれ常時オフさせることで、タップ３０６を開放端とすることができるため、巻き数Ｔｂを、中点３０５ｍと中点３１１ｍとの間の２次側コイル３０２の総巻き数に切り替えることができる。
【０１２０】
また、制御部５０は、巻き数Ｔｂを大きくする場合、アームＵ２２，／Ｕ２２をそれぞれ常時オンさせることで、アームＵ２２，／Ｕ２２を、それぞれ、図１に示したダイオード８７，８８として機能させることができる。
【０１２１】
したがって、図９において、制御部５０は、Ｕ２３，Ｕ２４，／Ｕ２３，／Ｕ２４を常時オフさせ、且つ、Ｕ２２，／Ｕ２２を常時オンさせた状態で、Ｕ２１，／Ｕ２１をオンオフ制御することによって、巻き数Ｔｂを大きくした状態で伝送電力Ｐを伝送できる。
【０１２２】
一方、制御部５０は、２次側第１アーム回路３０７の中点と２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍとの間の２次側コイル３０２の巻線の巻き数Ｔｂを小さくする場合、アームＵ２１，Ｕ２２，／Ｕ２１，／Ｕ２２をそれぞれ常時オフさせる。アームＵ２１，Ｕ２２，／Ｕ２１，／Ｕ２２をそれぞれ常時オフさせることで、タップ３０５を開放端とすることができるため、巻き数Ｔｂを、中点３０６ｍと中点３１１ｍとの間の２次側第２巻線３０２ｂの巻き数に切り替えることができる。
【０１２３】
また、制御部５０は、巻き数Ｔｂを小さくする場合、アームＵ２４，／Ｕ２４をそれぞれ常時オンさせることで、アームＵ２４，／Ｕ２４を、それぞれ、図１に示したダイオード８７，８８として機能させることができる。
【０１２４】
したがって、図９において、制御部５０は、Ｕ２１，Ｕ２２，／Ｕ２１，／Ｕ２２を常時オフさせ、且つ、Ｕ２４，／Ｕ２４を常時オンさせた状態で、Ｕ２３，／Ｕ２３をオンオフ制御することによって、巻き数Ｔｂを小さくした状態で伝送電力Ｐを伝送できる。
【０１２５】
このように、制御部５０は、巻き数Ｔｂの切り替え回路として機能するアーム回路部３０７ｂ内の全アームがオフされた場合、上述の位相差φｕ（図３参照）を、アーム回路部３０７ａのスイッチング（すなわち、Ｕ２２，／Ｕ２２を常時オンさせた状態で、Ｕ２１，／Ｕ２１をオンオフ制御する）によって調整できる。一方、制御部５０は、巻き数Ｔｂの切り替え回路として機能するアーム回路部３０７ａ内の全アームがオフされた場合、位相差φｕを，アーム回路部３０７ｂのスイッチング（すなわち、Ｕ２４，／Ｕ２４を常時オンさせた状態で、Ｕ２３，／Ｕ２３をオンオフ制御する）によって調整できる。
【０１２６】
また、図９のように、２次側コイルのタップそれぞれに対してアーム回路部を設けることによって、効率ηの低下を抑えつつ、巻き数Ｔｂを切り替える切り替え回路として機能する部分を小型化できる。
【０１２７】
図１０は、電力変換装置の一実施形態である電源装置１０３の構成例を示したブロック図である。上述の構成例と同様の構成及び効果についての説明は省略する。
【０１２８】
図１０の場合、電源装置１０３は、例えば、２次側高電圧系負荷６１ｂ及び主機バッテリ（propulsion  battery／traction  battery）６２ｂが接続される第３入出力ポート６０ｂと、２次側低電圧系負荷６１ｄ及び２次側低電圧系電源６２ｄが接続される第４入出力ポート６０ｄとを、２次側ポートとして有している。主機バッテリ６２ｂは、例えば、主機バッテリ６２ｂと異なる電圧系（例えば、２８８Ｖ系よりも低い７２Ｖ系）で動作する２次側低電圧系負荷６１ｄに、電源回路１０に構成される２次側変換回路３０によって降圧された電力を供給する。
【０１２９】
２次側低電圧系電源６２ｄは、２次側低電圧系電源６２ｄと同じ電圧系（例えば、７２Ｖ系）で動作する２次側低電圧系負荷６１ｄに電力を供給する。また、２次側低電圧系電源６２ｄは、例えば、２次側低電圧系電源６２ｄよりも高い電圧系（例えば、２８８Ｖ系）で動作する２次側高電圧系負荷６１ｂに、電源回路１０に構成される２次側変換回路３０によって昇圧された電力を供給する。２次側低電圧系電源６２ｄの具体例として、ソーラー電源（ソーラー発電装置）、商用交流電力を直流電力に変換するＡＣ−ＤＣコンバータ、二次電池などが挙げられる。
【０１３０】
電源回路１０は、上述の４つの入出力ポートを有し、それらの４つの入出力ポートのうちから任意の２つの入出力ポートが選択され、当該２つの入出力ポートの間で電力変換を行う機能を有する電力変換回路である。
【０１３１】
２次側変換回路３０は、２次側フルブリッジ回路３００と、第３入出力ポート６０ｂと、第４入出力ポート６０ｄとを含んで構成された２次側回路である。２次側フルブリッジ回路３００は、変圧器４００の２次側に設けられている。２次側フルブリッジ回路３００は、変圧器４００の２次側コイル３０２と、２次側磁気結合リアクトル３０４と、２次側第１上アームＵ２と、２次側第１下アーム／Ｕ２と、２次側第２上アームＶ２と、２次側第２下アーム／Ｖ２とを含んで構成された２次側電力変換部である。
【０１３２】
２次側フルブリッジ回路３００は、第３入出力ポート６０ｂの高電位側の端子６１８に接続される２次側正極母線３９８と、第３入出力ポート６０ｂ及び第４入出力ポート６０ｄの低電位側の端子６２０に接続される２次側負極母線３９９とを有している。
【０１３３】
２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍと２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍを接続するブリッジ部分には、２次側コイル３０２と２次側磁気結合リアクトル３０４とが設けられている。ブリッジ部分についてより詳細に接続関係について説明すると、２次側第１アーム回路３０７の中点３０７ｍには、２次側磁気結合リアクトル３０４の２次側第１リアクトル３０４ａの一方端が接続される。そして、２次側第１リアクトル３０４ａの他方端には、スイッチ３０３を介して、２次側コイル３０２の一方端に設けられたタップ３０５又は２次側コイル３０２の一方端と他方端との間に設けられたタップ３０６が選択的に接続される。さらに、２次側コイル３０２の他方端に設けられたタップ３０１は、２次側磁気結合リアクトル３０４の２次側第２リアクトル３０４ｂの一方端が接続される。２次側第２リアクトル３０４ｂの他方端には、２次側第２アーム回路３１１の中点３１１ｍに接続される。なお、２次側磁気結合リアクトル３０４は、２次側第１リアクトル３０４ａと、２次側第１リアクトル３０４ａと結合係数ｋ２で磁気結合する２次側第２リアクトル３０４ｂとを含んで構成される。
【０１３４】
第４入出力ポート６０ｄは、変圧器４００の２次側のセンタータップ３０２ｍに接続され、２次側負極母線３９９と２次側コイル３０２のセンタータップ３０２ｍとの間に設けられるポートである。第４入出力ポート６０ｄは、端子６２０と端子６２２とを含んで構成される。
【０１３５】
センタータップ３０２ｍは、第４入出力ポート６０ｄの高電位側の端子６２２に接続されている。センタータップ３０２ｍは、２次側コイル３０２に構成される２次側第１巻線３０２ａと２次側第２巻線３０２ｂとの中間接続点である。
【０１３６】
中点３０７ｍと中点３１１ｍは、２次側コイル３０２の巻線を介して接続され、２次側コイル３０２の巻線は、２次側第１巻線３０２ａと２次側第２巻線３０２ｂとにセンタータップ３０２ｍで区分される。２次側コイル３０２は、２次側第１巻線３０２ａと２次側第２巻線３０２ｂとの中間接続点から引き出されたセンタータップ３０２ｍを有している。２次側第１巻線３０２ａの巻き数は、２次側第２巻線３０２ｂの巻き数と等しい。２次側第２巻線３０２ｂは、センタータップ３０２ｍと２次側コイル３０２の他方端との間から引き出されたタップ３０９を有している。
【０１３７】
電源装置１０３は、スイッチ３０８を有してよい。スイッチ３０８は、ポート６０ｄの接続先を、センタータップ３０２ｍとタップ３０９のいずれか一方に切り替える切り替え回路の一例である。スイッチ３０８の具体例として、スイッチ３０３と同様に、リレー、ロータリスイッチ、スライドスイッチなどが挙げられる。スイッチ３０３が中点３０７ｍの接続先をタップ３０５からタップ３０６に切り替えた場合、スイッチ３０８は、ポート６０ｄの接続先をセンタータップ３０２ｍからタップ３０９に切り替える。これにより、タップ３０９をセンタータップとして使用できる。逆に、スイッチ３０３が中点３０７ｍの接続先をタップ３０６からタップ３０５に切り替えた場合、スイッチ３０８は、ポート６０ｄの接続先をタップ３０９からセンタータップ３０２ｍに切り替える。スイッチ３０８の切り替え動作は、制御部５０により制御されるとよい。
【０１３８】
図１１は、電力変換装置の一実施形態である電源装置１０４の構成例を示したブロック図である。上述の構成例と同様の構成及び効果についての説明は省略する。
【０１３９】
図１１のように、スイッチ３０３は、２次側コイル３０２の３つ以上のタップ（図１１には、３つのタップ３０５，３０６，３１０が例示）の中から中点３０７ｍの接続先を選択することで、巻き数比Ｎを変更してもよい。これにより、巻き数比Ｎの制御分解能を向上でき、ポート電圧Ｖａとポート電圧Ｖｂとの電圧比が変動しても、伝送電力Ｐを一層高精度に制御できる。
【０１４０】
以上、電力変換装置及びその制御方法を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。
【０１４１】
例えば、上述の実施形態では、スイッチング素子の一例として、オンオフ動作する半導体素子であるパワーＭＯＳＦＥＴを挙げた。しかしながら、スイッチング素子は、例えば、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴなどの絶縁ゲートによる電圧制御型パワー素子でもよいし、バイポーラトランジスタでもよい。
【０１４２】
また、第１入出力ポート６０ａに接続可能な電源があってもよい。また、図１０において、第３入出力ポート６０ｂに接続可能な電源が無く、且つ、第４入出力ポート６０ｄに接続可能な電源があってもよい。
【０１４３】
また、上述の説明において、１次側を２次側と定義し、２次側を１次側と定義してもよい。
【０１４４】
また、２つのアーム回路のそれぞれの中点間の巻き数を切り替える切り替え回路を、１次側と２次側の両方に設けてもよい。また、切り替え回路は、上述の実施形態のようにタップを切り替えることで巻き数を切り替える方法とは別の方法で、巻き数を切り替えてもよい。また、切り替え回路は、中点３０７ｍと中点３１１ｍの両方の接続先を２次側コイルの複数のタップの中から別々に選択する構成を有してもよい。
【０１４５】
また、図９の場合、切り替え可能なタップの数が２つであるため、２つのアーム回路部が並列に設けられているが、切り替え可能なタップの数が３つであれば、３つのアーム回路部が並列に設けられてよい。すなわち、切り替え可能なタップの数と同数のアーム回路部が並列に設けられてよい。
【符号の説明】
【０１４６】
１０  電源回路
２０  １次側変換回路
３０  ２次側変換回路
５０  制御部
６０ａ  第１入出力ポート（第１のポートの一例）
６０ｂ  第３入出力ポート（第３のポートの一例）
６０ｃ  第２入出力ポート（第２のポートの一例）
６０ｄ  第４入出力ポート（第４のポートの一例）
６２ｂ  主機バッテリ（第２のバッテリの一例）
６２ｃ  補機バッテリ（第１のバッテリの一例）
７０  センサ部
８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７，８８，１８５，１８６，１８７，１８８  ダイオード
９２，９３，９４  スイッチ
１０１，１０２，１０３，１０４  電源装置（電力変換装置の一例）
２００  １次側フルブリッジ回路
２０２  １次側コイル
２０２ｍ  センタータップ
２０４  １次側磁気結合リアクトル
２０７  １次側第１アーム回路（第１アーム回路の一例）
２０７ｍ  中点（第１中点の一例）
２１１  １次側第２アーム回路（第２アーム回路の一例）
２１１ｍ  中点（第２中点の一例）
２９８  １次側正極母線
２９９  １次側負極母線
３００  ２次側フルブリッジ回路
３０１，３０５，３０６，３０８，３１０  タップ
３０２  ２次側コイル
３０２ｍ  センタータップ
３０３，３０９  スイッチ
３０４  ２次側磁気結合リアクトル
３０７  ２次側第１アーム回路（第３アーム回路の一例）
３０７ａ  アーム回路部（第１アーム回路部の一例）
３０７ｂ  アーム回路部（第２アーム回路部の一例）
３０７ｍ  中点（第３中点の一例）
３１１  ２次側第２アーム回路（第４アーム回路の一例）
３１１ｍ  中点（第４中点の一例）
３９８  ２次側正極母線
３９９  ２次側負極母線
４００  変圧器
Ｃ＊  キャパシタ
Ｕ＊，Ｖ＊  上アーム
／Ｕ＊，／Ｖ＊  下アーム
【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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