【手続補正書】
【提出日】平成21年3月13日(2009.3.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧側蓄電素子と低電圧側蓄電素子の間に接続され、
前記高電圧側蓄電素子と前記低電圧側蓄電素子のいずれか一方の電力を他方に充電するための双方向ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記高電圧側蓄電素子の正極端子と直列に接続される第１スイッチング手段と、
前記第１スイッチング手段と直列に接続されるインダクタと、
前記第１スイッチング手段と前記インダクタの接続点に一端が接続され、前記高電圧側蓄電素子の負極端子と前記低電圧側蓄電素子の負極端子に他端が並列に接続された第２スイッチング手段と、
前記高電圧側蓄電素子の電圧を検出して第１高電圧側制御電圧を出力する高電圧検出回路と、
第１高電圧側設定電圧の前記第１高電圧側制御電圧に対する差を増幅出力する第１高電圧側誤差増幅回路と、
前記高電圧側蓄電素子への電流を検出して第２高電圧側制御電圧を出力する高電圧側電流検出回路と、
第２高電圧側設定電圧の前記第２高電圧側制御電圧に対する差を増幅出力する第２高電圧側誤差増幅回路と、
前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力と前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力のうち大きい方を出力する高電圧側選択回路と、
前記低電圧側蓄電素子の電圧を検出して第１低電圧側制御電圧を出力する低電圧検出回路と、
第１低電圧側設定電圧の前記第１低電圧側制御電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する第１低電圧側誤差増幅回路と、前記低電圧側蓄電素子への電流を検出して第２低電圧側制御電圧を出力する低電圧側電流検出回路と、
第２低電圧側設定電圧の前記第２低電圧側制御電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する第２低電圧側誤差増幅回路と、前記第１低電圧側誤差増幅回路の出力と前記第２低電圧側誤差増幅回路の出力のうち小さい方を出力する低電圧側選択回路と、
前記高電圧側蓄電素子から前記低電圧側蓄電素子への降圧動作、または前記低電圧側蓄電素子から前記高電圧側蓄電素子への昇圧動作のいずれかの切替信号を生成する切替回路と、
前記切替信号に応じて、前記高電圧側選択回路の出力、または前記低電圧側選択回路の出力のいずれか一方を選択する変換方向切替回路と、
前記変換方向切替回路の出力と基準三角波電圧を比較して、前記第１スイッチング手段と前記第２スイッチング手段のオンオフ駆動を行う制御信号を出力するＰＷＭ比較回路と、前記制御信号に基づいて前記第１スイッチング手段と前記第２スイッチング手段を互いに反転動作させる制御回路とを有し、
前記高電圧側蓄電素子の電力を前記低電圧側蓄電素子へ充電する際には、前記低電圧側選択回路の出力に基き、定電流出力制御から定電圧出力制御に切り換え、
前記低電圧側蓄電素子の電力を前記高電圧側蓄電素子へ充電する際には、前記高電圧側選択回路の出力に基き、前記高電圧側蓄電素子の電圧が通常状態であれば前記定電圧出力制御に、前記高電圧側蓄電素子の電圧が通常状態より下回れば前記定電流出力制御に切り換える双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項２】
請求項１に記載の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
第１高電圧側誤差増幅回路は、第１高電圧側制御電圧の第１高電圧側設定電圧に対する差を増幅出力する構成とし、
第２高電圧側誤差増幅回路は、第２高電圧側制御電圧の第２高電圧側設定電圧に対する差を増幅出力する構成とし、
高電圧側選択回路は、前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力と前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力のうち小さい方を出力する構成とするとともに、
第１低電圧側誤差増幅回路は、第１低電圧側制御電圧の第１低電圧側設定電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する構成とし、
第２低電圧側誤差増幅回路は、第２低電圧側制御電圧の第２低電圧側設定電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する構成とし、
低電圧側選択回路は前記第１低電圧側誤差増幅回路の出力と前記第２低電圧側誤差増幅回路の出力のうち大きい方を出力する構成とした双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項３】
高電圧側蓄電素子と低電圧側蓄電素子の間に接続され、
前記高電圧側蓄電素子と前記低電圧側蓄電素子のいずれか一方の電力を他方に充電するための双方向ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
前記高電圧側蓄電素子の正極端子と直列に接続される第１スイッチング手段と、
前記第１スイッチング手段と直列に接続されるインダクタと、
前記第１スイッチング手段と前記インダクタの接続点に一端が接続され、前記高電圧側蓄電素子の負極端子と前記低電圧側蓄電素子の負極端子に他端が並列に接続された第２スイッチング手段と、
前記高電圧側蓄電素子の電圧を検出して第１高電圧側制御電圧を出力する高電圧検出回路と、
第１高電圧側設定電圧の前記第１高電圧側制御電圧に対する差を増幅出力する第１高電圧側誤差増幅回路と、
前記高電圧側蓄電素子への電流を検出して第２高電圧側制御電圧を出力する高電圧側電流検出回路と、
第２高電圧側設定電圧の前記第２高電圧側制御電圧に対する差を増幅出力する第２高電圧側誤差増幅回路と、
前記低電圧側蓄電素子の電圧を検出して第１低電圧側制御電圧を出力する低電圧検出回路と、
第１低電圧側設定電圧の前記第１低電圧側制御電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する第１低電圧側誤差増幅回路と、前記低電圧側蓄電素子への電流を検出して第２低電圧側制御電圧を出力する低電圧側電流検出回路と、
第２低電圧側設定電圧の前記第２低電圧側制御電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する第２低電圧側誤差増幅回路と、前記高電圧側蓄電素子から前記低電圧側蓄電素子への降圧動作、または前記低電圧側蓄電素子から前記高電圧側蓄電素子への昇圧動作のいずれかの切替信号を生成する切替回路と、
前記切替信号に応じて、前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力、または前記第１低電圧側誤差増幅回路の出力のいずれか一方を選択する変換方向切替回路と、
前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力が最大の時は前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力を、前記第２低電圧側誤差増幅回路の出力が最小の時は前記第２低電圧側誤差増幅回路の出力を、それ以外の時は前記変換方向切替回路の出力を、それぞれ選択する制御電圧選択回路と、
前記制御電圧選択回路の出力と基準三角波電圧を比較して、前記第１スイッチング手段と前記第２スイッチング手段のオンオフ駆動を行う制御信号を出力するＰＷＭ比較回路と、前記制御信号に基づいて前記第１スイッチング手段と前記第２スイッチング手段を互いに反転動作させる制御回路とを有する双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【請求項４】
請求項３に記載の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータにおいて、
第１高電圧側誤差増幅回路は、第１高電圧側制御電圧の第１高電圧側設定電圧に対する差を増幅出力する構成とし、
第２高電圧側誤差増幅回路は、第２高電圧側制御電圧の第２高電圧側設定電圧に対する差を増幅出力する構成とし、
第１低電圧側誤差増幅回路は、第１低電圧側制御電圧の第１低電圧側設定電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する構成とし、
第２低電圧側誤差増幅回路は、第２低電圧側制御電圧の第２低電圧側設定電圧に対する差を増幅し、その極性を前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力に対し反転して出力する構成とするとともに、
制御電圧選択回路は、前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力が最小の時は前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力を、前記第２低電圧側誤差増幅回路の出力が最大の時は前記第２低電圧側誤差増幅回路の出力を、それ以外の時は変換方向切替回路の出力を、それぞれ選択する構成とした双方向ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
制御回路２５では第１ドライブ回路２６には制御信号２４がそのまま入力され、第２ドライブ回路２８にはＰＷＭ反転回路２７で制御信号２４を反転して入力される。これにより、第１スイッチング手段５と第２スイッチング手段１０は互いにオンオフ動作が反転される。この結果、高電圧側蓄電素子２の電圧を降圧して低電圧側蓄電素子３を充電する。その際の低電圧側蓄電素子３の電圧は低電圧検出回路１５で検出され、電圧誤差増幅回路１８に入力される以降の動作が繰り返されるので、低電圧側蓄電素子３の電圧が低電圧側設定電圧１８ｃと等しくなるようにフィードバック制御がなされることになり、定電圧の降圧動作が可能となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
前記従来の課題を解決するために、本発明の双方向ＤＣ−ＤＣコンバータは、定電圧出力制御、および定電流出力制御を両方行う場合、高電圧検出回路の出力である第１高電圧側制御電圧、高電圧側電流検出回路の出力である第２高電圧側制御電圧、低電圧検出回路の出力である第１低電圧側制御電圧、および低電圧側電流検出回路の出力である第２低電圧側制御電圧をそれぞれ独立して設けた第１高電圧側誤差増幅回路（第１高電圧側設定電圧の前記第１高電圧側制御電圧に対する差を増幅出力する）、第２高電圧側誤差増幅回路（第２高電圧側設定電圧の前記第２高電圧側制御電圧に対する差を増幅出力する）、第１低電圧側誤差増幅回路（第１低電圧側設定電圧の前記第１低電圧側制御電圧に対する差を増幅し、前記第１高電圧側誤差増幅回路の出力に対し極性を反転して出力する）、および第２低電圧側誤差増幅回路（第２低電圧側設定電圧の前記第２低電圧側制御電圧に対する差を増幅し、前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力に対し極性を反転して出力する）に入力し、前記第１高電圧側誤差増幅回路と前記第２高電圧側誤差増幅回路の出力のうち大きい方を高電圧側選択回路で出力するとともに、前記第１低電圧側誤差増幅回路と前記第２低電圧側誤差増幅回路の出力のうち小さい方を低電圧側選択回路で出力し、前記高電圧側選択回路の出力、または前記低電圧側選択回路の出力を変換方向切替回路で選択し、その出力を昇降圧動作に対して共通のＰＷＭ比較回路から制御回路に入力することで第１スイッチング手段と第２スイッチング手段を駆動する構成とし、前記高電圧側蓄電素子の電力を前記低電圧側蓄電素子へ充電する際には、前記低電圧側選択回路の出力に基き、定電流出力制御から定電圧出力制御に切り換え、前記低電圧側蓄電素子の電力を前記高電圧側蓄電素子へ充電する際には、前記高電圧側選択回路の出力に基き、前記高電圧側蓄電素子の電圧が通常状態であれば前記定電圧出力制御に、前記高電圧側蓄電素子の電圧が通常状態より下回れば前記定電流出力制御に切り換える。これにより、従来の反転回路２３、制御電圧切替回路１７、および設定電圧切替回路１８ｄを省略できる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
以上の相違点から図２と図７の回路構成を比較すると、本実施の形態１では高電圧側誤差増幅回路５０と低電圧側誤差増幅回路５１にそれぞれオペアンプ１８ａが必要となるため、オペアンプ１８ａが１個増加しているものの、設定電圧切替回路１８ｄが無い構成となることがわかる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
従って、図１、図２より従来との回路構成上の相違点をまとめると、本実施の形態１はオペアンプ１８ａが１個増え、制御電圧切替回路１７、および設定電圧切替回路１８ｄの２個の３端子スイッチ３０が無く、反転回路２３も不要である以外は、従来と同じであることがわかる。ここで、外部制御可能な３端子スイッチ３０の回路構成は図８で説明した通り多くの部品を使用する複雑な構成であり、一方、オペアンプ１８ａについては、例えば１パッケージに４個のオペアンプが内蔵されたＩＣが容易に入手可能であることから、オペアンプ１８ａが１個増えても回路構成がそれほど複雑になることはない。